Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Коленчатый вал двигателя

 

Коленчатый вал двигателя воспринимает действия расширяющихся газов при рабочем ходе поршней, передаваемые шатунами, и преобразуем их в крутяший момент. Кроме того, коленчатый вал обеспечивает движение поршней во время вспомогательных тактов и пуска двигателя.

Коленчатые валы двигателя изготовляются штамповкой из средне углеродистых легированных сталей и литьем из модифицированного магнием чугуна в зависимости от конструктивных и технологических  особенностей коленчатых валов.

Устройство коленчатого вала 


Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками, к которым крепятся противовесы (могут быть отлитыми как одно целое с налом) переднего конца коленчатого вала, на котором имеются посадочный поясок крепления газораспределительного зубчатого колеса и шкива. На заднем конце коленчатого вала имеется маслоотражательный гребень, маслосгонная резьба и фланец (может отсутствовать) для крепления маховика.

В торце имеется гладкое отверстие иод подшипник дли опоры ведущего вала коробки передач. В коренных шейках для масляных каналов выполнены отверстия пол углом к пустотелым шатунным шейкам, гле масло дополнительно очищается под действием центробежных сил.

Форма коленчатого вала


Форма коленчатого вала определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы и тактностъю двигателя. В большинстве случаев применяют полноопорные коленчатые валы, т.к. каждая шатунная шейка расположена между коренными. Для повышения износостойкости поверхностный слой коренных и шатунных шеек подвергают закалке на глубину 3—4 мм с нагревом ТВЧ. После термической обработки шейки валов, проводят шлифование шеек и полируют. Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек. Перед капитальным ремонтом двигателя проводят исследование дефектов коленчатого вала. После чего составляют технологическую последовательность ремонта по устранению дефектов коленчатого вала. 0,15 Мн/м2 (1,5 кГ/см2), для коленчатых валов используют высоколегированные стали 18ХНМА, 18ХНВА и 40ХНМА с повышенными пределами текучести и прочности.

Обычно коленчатые валы изготовляют ковкой. В последнее время стали применять литые коленчатые валы из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием, перлитного ковкого чугуна, легированного никельмолибдено-вого чугуна. 

Наибольшее применение для литых коленчатых валов получил высокопрочный ВЧ 50-1,5 (НВ 187—255) и перлитовый чугун.

Литые коленчатые валы имеют следующие преимущества по сравнению с коваными: меньший расходметалла,сокращениечисла операцийпримеханическойобработке,возможность придания оптимальных форм в отношении распределения металла и повышения усталостной прочности.

Литые коленчатые валы из чугуна обладают лучшей способностью гашения крутильных колебаний.

Литые чугунные валы обладают меньшей прочностью (особенно на изгиб), чем штампованные стальные валы. Поэтому у чугунных валов увеличивают диаметры шатунных и коренных шеек, толщину щек и радиусы галтелей. Чугунные коленчатые валы изготовляют полноопорными. Шейки чугунных валов имеют высокую износостойкость, что позволяет применять подшипники из свинцовистой бронзы.

Масса обработанного литого коленчатого вала на 10—15% меньше массы кованого.

После ковки коленчатые валы отжигают или нормализуют для снятия внутренних напряжений и понижения твердости до НВ 163—269,чтобы облегчитьмеханическую обработку.После механической обработки коленчатые валы перед шлифованием подвергают вторичной термической обработке (закалка и отпуск), что значительно улучшает их механические свойства и повышает поверхностную твердость шеек. Обычно вторичная термическая обработка производится с нагревом т. в. ч. (токами высокой частоты).

Глубина закаленного слоя должна быть не менее 3—4 м.и, чтобы после перешлифования шеек коленчатого вала под ремонтные размеры толщина закаленного слоя была не менее 1 мм. Твердость шеек коленчатого вала из стали 50Г HRC52—62, а из стали 45Г2 — HRC48—50.

Из чего состоит коленчатый вал

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

Устройство коленчатого вала

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

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

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

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

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

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

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

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

Принцип действия коленчатого вала

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

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

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

Процесс смазки коленчатого вала

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

Коленчатый вал 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.

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.

Читайте также: Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен.

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.

Читайте также: Признаки неисправности датчика положения коленвала.

Видео на тему

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).

Содержание

История [ править | править код ]

Впервые столь важную механическую деталь как коленчатый вал описал и сконструировал средневековый учёный Аль-Джазари в Османской империи в 13 веке. В 1206 году в трактате «Китаб фи марифат аль-хиял аль-хандасийя» (Книга знаний об остроумных механических устройствах) описан механизм вала.

Основные элементы коленчатого вала [ править | править код ]

  • 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.

Размеры коленчатых валов [ править | править код ]

Определяются как результат расчётов, причём часть размеров задаётся исходя из выбранной компоновки. Например, количество шатунных шеек определяется в зависимости от числа цилиндров. В многорядных двигателях (V, W, X-образных, звездообразных) одна шатунная шейка воспринимает нагрузки сразу нескольких шатунов (или одного центрального, соединённого с прицепными). Коленчатый вал воспринимает крутящий момент, имеющий переменное значение, а следовательно, работает на скручивание и должен иметь достаточный запас прочности (обычно 2,5) по усталостному напряжению на сдвиг.

Стальные валы (чаще всего) имеют невысокое внутреннее демпфирование крутильных колебаний, что в некоторых случаях угрожает валу разрушением из-за резонанса при прохождении опасной зоны по числу оборотов. Поэтому валы такие снабжают демпферами крутильных колебаний, расположенными на переднем носке вала.

Кроме усталостной прочности, коленвалы должны иметь определённую площадь шеек, задающую контактное давление подшипников скольжения или качения. Максимальное контактное давление и скорость скольжения для антифрикционных материалов может быть несколько повышено при высокой твёрдости шеек и высококачественной смазке. Превышение их выше допустимых ведёт к выплавке/растрескиванию антифрикционного слоя или питтингу роликов (подшипники качения).

Диаметр шатунных шеек (исходя из упомянутых соображений) может быть увеличен косым разъёмом шатуна (что увеличивает его трудоёмкость и стоимость), длину же можно увеличить либо за счёт коренных шеек (что увеличивает контактное давление), либо увеличением расстояния между цилиндрами (что ведёт к увеличению габаритов и массы двигателя). В последние десятилетия, в связи с появлением новых высопрочных антифрикционных сплавов и высококачественных масел, длину шеек валов (а вместе с ним — и межцилиндровое расстояние) конструкторы сокращают.

Материал и технология изготовления заготовок коленчатых валов [ править | править код ]

Материал и технология изготовления зачастую тесно увязаны между собой. В данном случае, стальные валы (с целью достижения наивысшей прочности и вязкости) получают ковкой, чугунные (материал ковке не поддаётся) — литьём.

Стальные коленчатые валы [ править | править код ]

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 [1] . Преимуществом стальных валов является наивысшая прочность, возможность получения высокой твёрдости шеек азотированием, чугунные валы – дешевле.

Выбор стали определяется поверхностной твёрдостью шеек, которую нужно получить. Твёрдость около 60 HRC (необходимая для применения роликовых подшипников) может быть получена, как правило, только химико-термической обработкой (цементация, азотирование, цианирование). Для этих целей годятся, как правило, малоуглеродистые хромоникелевые или хромоникельмолибденовые стали (12ХН3А, 18ХНВА, 20ХНМА, причём для валов средних и крупных размеров требуется большее легирование дорогостоящим молибденом. Однако в последнее время для этого стали употреблять дешёвые стали регламентированной прокаливаемости, позволяющие получить высокую твёрдость при сохранении вязкости сердцевины. Меньшая твёрдость, достаточная для надёжной работы подшипников скольжения, может быть получена закалкой ТВЧ как среднеуглеродистых сталей, так и серого или высокпрочного чугуна (45..55 HRC).

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.

Крупноразмерные коленчатые валы, такие как судовые, а также коленвалы двигателей с туннельным картером являются разборными, и соединяются на болтах. Коленвалы могут устанавливаться не только на подшипниках скольжения, но и на роликовых (шатунные и коренные), шариковых (коренные в маломощных моторах). В этих случаях и к точности изготовления, и к твёрдости предъявляются более высокие требования. Такие валы поэтому всегда изготовляют стальными.

Чугунные коленчатые валы [ править | править код ]

Литые коленчатые валы 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 и хорошее демпфирование крутильных колебаний, позволяющее часто отказаться от внешнего демпфера на переднем носке вала. В литых заготовках можно получить и ряд внутренних полостей при отливке [2] .

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.

Масляные отверстия в коленвалах соединяют обычно соседние коренную и шатунную шейку, и выполняются сверлением. Отверстия в щёках при этом зачеканиваются либо закрываются пробками на резьбе.

Механическая обработка коленчатых валов [ править | править код ]

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 [3] . По окончании изготовления коленчатые валы обычно подвергают динамической балансировке в сборе с маховиком (автомобильные двигатели).

В большинстве случаев коленчатые валы предусматривают возможность их перешлифовки на ремонтный размер (обычно 4-6 размеров, ранее было до 8). В этом случае коленвалы шлифуют вращающимся наждачным кругом, причём вал проворачивается вокруг осей базирования. Конечно, эти оси для коренных и шатунных шеек не совпадают, что требует перестановки. При перешлифовке требуется соблюсти межцентровое состояние, и согласно инструкции, валы после шлифовки подлежат повторной динамической балансировке. Чаще всего это не выполняют, потому отремонтированные двигатели часто дают большую вибрацию. При шлифовании важно соблюсти форму галтелей, и ни в коем случае не прижечь их. Неправильная обработка галтелей часто приводит к разрушению коленчатого вала.

Термическая и химико-термическая обработка валов [ править | править код ]

Коленчатые валы для увеличения прочности и износостойкости шеек подвергают термической, а иногда и химико-термической обработке: закалка ТВЧ, азотирование, закалка поверхностного слоя (стали регламентируемой прокаливаемости 55ПП, 60ПП). Получаемая твёрдость зависит от количества углерода (закалка ТВЧ, обычно не более 50..55 HRC), либо вида ХТО (азотирование даёт твёрдость 60 HRC и выше) [1] . Глубина закалённого слоя шеек позволяет обычно использовать 4-6 промежуточных ремонтных размеров шеек вала, азотированные валы не шлифуют. Вероятность задира шейки с ростом твёрдости значительно снижается.

При ремонте коленчатых валов используются также методы напыления, в том числе — плазменного. При этом твёрдость поверхностного слоя может повышаться даже выше заводских значений (для закалки ТВЧ), а заводские диаметры шеек восстанавливают до нулевого размера.

Неисправности [ править | править код ]

При эксплуатации из-за разных причин могут наблюдаться такие неисправности:

  • износ вала по коренным или шатунным шейкам;
  • изгиб;
  • разрушение вала [4] ;
  • износ посадочных поверхностей под маховик, сальник (сальники), переднюю шестерню.

При износе шеек выше допустимого или незначительном изгибе, устранимом перешлифовкой, коленчатый вал обрабатывают под следующий ремонтный размер. Однако при больших задирах (например, при выплавлении вкладышей с проворотом) иногда перешлифовывают «через размер», т.е. сразу на 2 размера. Все коренные шейки, а также все шатунные шлифуют в один размер – например, коренные могут быть 2-го ремонтного размера, а шатунные 3-го, в любой комбинации размеров. Коленчатые валы с подшипниками качения и азотированные перешлифовке не подлежат.

Однако руководства по армейскому полевому ремонту (двигатели боевых машин) обычно предписывают индивидуальный ремонт, поэтому шатунные/коренные шейки могут иметь разный диаметр после шлифовки, и даже не иметь стандартного ремонтного размера(!). Вкладыши при этом растачиваются парами, используются заготовки с минимальным внутренним диаметром. Плюсом является наивысшая скорость починки и унификация запчастей (вкладыши).

Разрушение вала происходит от усталостных трещин [4] , возникающих иногда из-за прижога галтелей при шлифовке. Трещины развиваются в некачественном материале (волосовины, неметаллические включения, флокены, отпускная хрупкость) либо при превышении расчётных величин крутильных колебаний (ошибки при проектировании, самостоятельная форсировка по числу оборотов дизеля). Возможна поломка по причине превышения числа оборотов, отказе демпфера, заклинивания поршня [5] . Сломанный вал ремонту не подлежит. При износе посадочных поверхностей могут применяться электрохимическая обработка, плазменная или электродуговая наплавка поверхностей, а также другие решения.

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!

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

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

Из чего состоит коленвал

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

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

Как работает коленчатый вал двигателя

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

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

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

Шестерня коленвала и ее значение

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

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

 

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Устройство коленчатого вала

Что такое коленчатый вал и из чего он состоит?

Коленчатый вал – это важная часть двигателя внутреннего сгорания, потому как он преобразует возвратно-поступательные движения поршней в крутящий момент. Устройство коленчатого вала следующее: щёки, шатунные и коренные шейки, противовесы, хвостовик, фланец.

Опора коленчатого вала – коренные шейки. В классических четырехцилиндровых двигателях коленвалы с пятью опорами. Конструкция из трех опор применяется редко, потому как не такая прочная. Семиопорные валы имеют шестицилиндровые двигатели. Обычно в блоках цилиндров с небольшим диаметром цилиндра применяют коленвалы с одинарным противовесом. Во время изготовления и ремонта поверхность коренных и шатунных шеек тщательно полируется.

Виды коленвалов

Различают коленвалы с двойными противовесами и без них. Коленвал должен быть износостойким, иметь низкую массу, уравновешен, иметь точную обработку. Изготавливаются коленчатые валы из высокопрочной легированной стали. Также бывают литые коленвалы из высокопрочного чугуна, которые закаляются токами высокой частоты. Также бывают полые коленвалы.

Как работает коленчатый вал?

На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор. Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

Коленчатый вал из чего состоит


Из чего состоит коленчатый вал?

Коленчатый вал – это важная часть двигателя внутреннего сгорания, потому как он преобразует возвратно-поступательные движения поршней в крутящий момент.

Виды коленвалов

Различают коленвалы с двойными противовесами и без них. Коленвал должен быть износостойким, иметь низкую массу, уравновешен, иметь точную обработку. Изготавливаются коленчатые валы из высокопрочной легированной стали. Также бывают литые коленвалы из высокопрочного чугуна, которые закаляются токами высокой частоты. Также бывают полые коленвалы.

Устройство коленчатого вала следующее: щёки, шатунные и коренные шейки, противовесы, хвостовик, фланец.

Опора коленчатого вала – коренные шейки. В классических четырехцилиндровых двигателях коленвалы с пятью опорами. Конструкция из трех опор применяется редко, потому как не такая прочная. Семиопорные валы имеют шестицилиндровые двигатели.

Обычно в блоках цилиндров с небольшим диаметром цилиндра применяют коленвалы с одинарным противовесом. Во время изготовления и ремонта поверхность коренных и шатунных шеек тщательно полируется.

Как работает коленчатый вал?

На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор.

Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

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
  • Коленвал как один из важнейших узлов двигателя автомобиля + видео

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

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

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

    Как работает коленчатый вал двигателя

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

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

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

    Шестерня коленвала и ее значение

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

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

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

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

    Устройство коленчатого вала

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

    В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

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

    В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

    Итак, основными элементами коленвала являются:

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

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

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

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

    Принцип действия коленчатого вала

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

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

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

    Процесс смазки коленчатого вала

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

    Другие материалы по теме:

    Устройство коленчатого вала

    Коленчатый вал – это важная часть двигателя внутреннего сгорания, потому как он преобразует возвратно-поступательные движения поршней в крутящий момент. Устройство коленчатого вала следующее: щёки, шатунные и коренные шейки, противовесы, хвостовик, фланец.

    Опора коленчатого вала – коренные шейки. В классических четырехцилиндровых двигателях коленвалы с пятью опорами. Конструкция из трех опор применяется редко, потому как не такая прочная. Семиопорные валы имеют шестицилиндровые двигатели. Обычно в блоках цилиндров с небольшим диаметром цилиндра применяют коленвалы с одинарным противовесом. Во время изготовления и ремонта поверхность коренных и шатунных шеек тщательно полируется.

    Виды коленвалов

    Различают коленвалы с двойными противовесами и без них. Коленвал должен быть износостойким, иметь низкую массу, уравновешен, иметь точную обработку. Изготавливаются коленчатые валы из высокопрочной легированной стали. Также бывают литые коленвалы из высокопрочного чугуна, которые закаляются токами высокой частоты. Также бывают полые коленвалы.

    Как работает коленчатый вал?

    На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

    Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

    Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор. Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

    Нашли ошибку? Выделите текст мышью и нажмите Ctrl+EnterБыла ли эта информация полезной? Серьезная нагрузка направлена на коленчатый вал, имеющая сложный характер, складывается из сил давления газов, центробежных и инерционных сил, спорВместе с коленчатым валом дизеля существует выполненный с ним фланец, к которому крепится амортизатор.Каковы основные функции коленчатого вала, конструктивные особенности?Кривошипно-шатунный механизм состоит из коленвала, шатуна, крейцкопфаВал коленчатый ямз 236 изготавливается на Ярославском моторном заводе или же его крупных представителях, как например ОАО “Автодизель”.Насколько важна балансировка коленчатого вала?ЗМЗ 402 коленчатый вал производится на Заволжском моторном заводе и имеют высокие гаранты качества.Зачем нужен датчик частоты вращения коленвалаКак правило, нужная частота вращенияПоказать еще

    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.
    Шатуны 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. Сталь
    4340 обычно используется для изготовления кривошипов такого типа. Он содержит среди других элементов никель, хром, алюминий и молибден.
    Эти кривошипы популярны из-за минимального времени обработки коленчатого вала. Также они требуют минимальной балансировки из-за однородного состава материала.

    Ссылка Ссылка:

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

    Как работает коленвал — 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 подталкивания поршня вверх по цилиндру.

    Терминология коленчатого вала довольно узкая, 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 — шейки коленчатого вала. Коренные шейки образуют ось вращения коленчатого вала, а Шатунные шейки закреплены на концах шатунов, доходящих до поршней.

    Для дополнительной путаницы шейки шатунов сокращенно обозначаются как шейки шатунов 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 коленвала , 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 к колесам. В АКПП коленчатый вал прикручен к коронная шестерня , несущий гидротрансформатор, передавая привод на автоматическую коробку передач. Это в основном мощность двигателя, и мощность передается туда, где она необходима: гребные винты для лодок и самолетов, индукционные катушки для генераторов и опорные колеса транспортного средства.

    Передний конец коленчатого вала, иногда называемый носиком, представляет собой вал, выступающий 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 сядет. 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]

    Цапфы движутся по масляной пленке, которая нагнетается 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 Шатунные опоры . Подача масла под давлением проходит через наклонный масляный канал, просверленный от основной шейки.

    В некоторых шатунах просверлено отверстие для масла, позволяющее 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.

    Подача масла в коренной подшипник скольжения проста: 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 весь узел вращается на машине, которая измеряет дисбаланс. 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 сальников, одно спереди и одно сзади.

    задний главный сальник устанавливается между задней коренной 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 проворачиванием 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

    Показанный выше базовый коленчатый вал 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. Некоторые типичные компоновки коленчатого вала показаны ниже.

    Коленчатый вал V6

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

    Неисправности

    Коленчатый вал, будучи очень прочным, является надежным компонентом, и отказы коленчатого вала случаются редко, 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 журналы изношены до предела, превышающего допустимые для 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. Ровный радиус этого галтеля имеет решающее значение для исключения слабых мест, ведущих к усталостным трещинам. Коленчатый вал можно проверить на наличие трещин с помощью магнитный флюс .

    Модификации и апгрейды

    Шлифовка коленчатого вала

    Журналы изнашиваются со временем. У них может образоваться 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 коленчатого вала 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 коленчатого вала с ходовым механизмом является шлифовка шейки шатуна до меньшего размера со смещением — таким образом, центр шейки смещается от осевой линии коленчатого вала. Это проиллюстрировано выше.

    Видно, что при перемещении центра шейки штока радиус кривошипа был увеличен, что привело к увеличению хода.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.

    Цепи 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 как минимум около 3000 долларов, поэтому он предназначен для соревнований, гонок и восстановления.

    Детали, функции, типы, схемы и многое другое

    [PDF]

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

    Что такое коленчатый вал?

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

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

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

    Детали коленчатого вала

    Ниже приведены основные детали коленчатого вала с их схемой:

    1. Шатун
    2. Коренные шейки
    3. Шатун
    4. Противовесы
    5. Упорные шайбы
    6. сальниковое уплотнение 902 фланец

    1.Шатун

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

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

    2. Основные журналы

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

    3. Кривошипная перемычка

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

    4. Противовесы

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

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

    5. Упорные шайбы

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

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

    6. Масляный канал и сальники

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

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

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

    7. Фланец крепления маховика

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

    Конструкция коленчатого вала

    Внутри коленчатого вала находятся коренные подшипники, также называемые коренными шейками. Коленчатый вал поддерживается коренным подшипником на коренных шейках. Уравновешенная нагрузка предоставляется в направлении, противоположном направлению кривошипа, для достижения равновесия.

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

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

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

    Функция коленчатого вала

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

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

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

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

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

    Типы коленчатых валов

    Ниже перечислены типы коленчатых валов:

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

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

      Состоит из отдельной шейки кривошипа, шатунной шейки и коренной шейки. Шатун и шейки обрабатываются и расточены в шейке кривошипа. Они чуть меньше в диаметре.

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

      2. Полуавтоматический вал

      Коленчатые валы этих типов не изготавливаются путем сборки различных деталей, в отличие от полностью собранных валов.Шатуны полностью выкованы и подсаживаются на подшипники с горячей посадкой.

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

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

      3. Сварной вал

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

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

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

      4. Сплошной цельный вал

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

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

      5. Кованый коленчатый вал

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

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

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

      6. Коленчатый вал литой

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

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

      7. Коленчатый вал из заготовки

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

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

      Неисправности коленвала

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

      1. Изношенные шейки
      2. Усталость

      1. Изношенные журналы

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

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

      2. Усталость

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

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

      Применения коленчатого вала

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

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

      В завершение

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

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

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

      А вы можете загрузить эту статью в формате PDF , щелкнув здесь.

      Подробнее в нашем блоге:

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

      FAQ

      Что такое коленчатый вал и как он работает?

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

      Для чего нужен коленчатый вал?

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

      Какая функция кривошипа?

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

      Какие бывают типы коленчатого вала?

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

      Коленчатый вал: принципы работы, функции, детали, проблемы

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

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

      Как изготавливают коленчатые валы

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

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

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

      Читайте: Компоненты автомобильного двигателя

      Функции

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

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

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

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

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

      Компоненты и конструкция коленчатого вала

      В состав коленчатого вала входят:

      • Основные журналы
      • Шатун
      • Шатуны
      • Противовесы

      Коренные шейки несут коренные подшипники и определяют ось вращения вала.

      Шатун позволяет прикрепить к нему шатун.

      Шатуны соединяют шейки кривошипа с главными шейками.

      Противовесы обеспечивают уравновешивание и крепятся к стенкам.

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

      Смазка коленчатого вала

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

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

      Как работает коленчатый вал

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

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

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

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

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

      Распространенные неисправности коленчатого вала

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

      Изношенные шейки : возникает из-за недостаточного давления масла. Шейки коленчатого вала контактируют с опорными поверхностями. Это постепенно увеличивает зазор и ухудшает давление масла.

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

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

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

      что такое автомобильное шасси и его значение?

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

      Коленчатый вал — x-engineer.org

      Коленчатый вал — подвижная часть двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Его основная функция — преобразовывать поступательное движение поршня во вращательное движение. Поршни соединены с коленчатым валом через шатуны. Коленчатый вал установлен внутри блока цилиндров.

      Изображение: Коленчатый механизм двигателя (источник: Rheinmetall)

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

      Поршни, шатуны и коленчатый вал вместе образуют кривошипно-шатунный механизм.

      Вторичная функция коленчатого вала — передача мощности другим системам двигателя:

      • фазы газораспределения
      • масляный насос
      • охлаждающий (водяной) насос
      • компрессор кондиционера
      • генератор и т. Д.

      Изображение: ICE Коленчатый вал с коваными противовесами

      Коленчатый вал крепится к блоку двигателя через его коренные шейки. Шатуны закреплены на шатунных шейках коленчатого вала. На противоположных сторонах шейки шатуна коленчатый вал имеет противовесы, которые компенсируют внешние моменты, минимизируют внутренние моменты и, таким образом, уменьшают амплитуды колебаний и напряжения в подшипниках.. На одном конце коленчатого вала соединен маховик, а на другом конце — зубчатая передача газораспределения.

      Изображение: Описание коленчатого вала двигателя (источник: Rheinmetall)

      1. Сторона управления или сторона привода
      2. Противовесы
      3. Коренная шейка подшипника
      4. Шатун
      5. Сторона маховика / передача усилия
      6. Масляный канал
      9 шейки и шатунные шейки зависят от количества цилиндров и типа двигателя (V-образный, прямой и т. д.)). Как на главной шейке, так и на шатунных шейках коленчатый вал имеет отверстия для смазки (масляное отверстие), через которые масло течет при работе двигателя.

      Изображение: Коленчатый вал ДВС с привинченными болтами противовесами

      Крутящий момент двигателя не является постоянным, поскольку он создается только тогда, когда каждый поршень находится в цикле расширения. За счет этого на коленчатый вал устанавливается маховик для сглаживания крутящего момента двигателя и уменьшения вибраций.

      На V-образном двигателе на одинаковых шатунных шейках установлены два шатуна.Благодаря такому расположению V-образный двигатель с таким же количеством цилиндров более компактен, чем прямой двигатель. Длина двигателя V6 короче, чем длина прямого 6-цилиндрового двигателя (L6).

      Изображение: Анимация кривошипного механизма ДВС (щелкните по нему)

      Между коленчатым валом и блоком двигателя, на коренных шейках, установлены подшипники коленчатого вала. Их роль заключается в уменьшении трения за счет слоя антифрикционного материала, который контактирует с опорами блока цилиндров.

      Коленчатый вал выпускается двух типов: литой и кованый . Противовесы можно также наделать непосредственно на коленчатый вал или прикрутить (закрепить болтами с резьбой).

      Все поршни двигателя внутреннего сгорания передают свои силы на коленчатый вал. С механической точки зрения коленчатый вал должен выдерживать высокие крутящие усилия, изгибающие силы, давления и вибрации.

      Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

      Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

      Коленчатый вал — что такое коленчатый вал в автомобиле: устройство

      Коленчатый вал в автомобиле

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

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

      Как выглядит коленчатый вал, где он и какие неисправности?

      История коленчатого вала

      Коленчатый вал как отдельный продукт появился не сразу.Вначале появилась кривошипная технология, которая применялась в различных сферах сельского хозяйства, а также в промышленности. Например, ручные кривошипы использовались еще в 202–220 годах нашей эры. (во времена династии Хань).

      Отличительной особенностью таких изделий было отсутствие функции преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные и наоборот. Различные изделия в виде кривошипа использовались еще в Римской империи (II-VI вв. Н.э.). Некоторые племена центральной и северной Испании (кельтиберы) использовали шарнирные ручные мельницы, работающие по принципу кривошипа.

      В разных странах эта технология была улучшена и используется в разных устройствах. Многие из них использовались в механизмах поворота колес. Примерно в 15 веке в текстильной промышленности начали использовать кривошипные барабаны, на которые наматывали мотки пряжи.

      Но кривошип сам по себе не обеспечивает вращения. Следовательно, его необходимо совмещать с другим элементом, который обеспечивал бы преобразование возвратно-поступательных движений во вращение. Арабский инженер Аль-Джазари (жил с 1136 по 1206 год) изобрел полноценный коленчатый вал, который с помощью шатунов был способен производить такие преобразования.Он использовал этот механизм в своих машинах для подъема воды.

      На базе этого устройства постепенно разрабатывались различные механизмы. Например, современник Леонардо да Винчи Корнелис Корнелисзун построил лесопилку, работающую от ветряной мельницы. В нем коленчатый вал будет выполнять функцию, противоположную коленчатому валу в двигателе внутреннего сгорания. Под действием ветра вращался вал, который с помощью шатунов и кривошипов преобразовывал вращательные движения в возвратно-поступательные и перемещал пилу.

      По мере развития отрасли коленчатые валы приобретали все большую популярность благодаря своей универсальности. Самый эффективный двигатель на сегодняшний день основан на преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное движение, что возможно благодаря коленчатому валу.

      Для чего нужен коленчатый вал?

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

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

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

      Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.

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

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

      Конструкция коленчатого вала

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

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

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

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

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

      Вот пример создания стального коленчатого вала:

      Для чего нужен датчик коленвала?

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

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

      Есть три типа датчиков:

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

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

      Форма коленчатого вала

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

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

      Все коленчатые валы делятся на две категории:

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

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

      Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

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

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

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

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

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

      Подробно о принципе работы кривошипно-шатунного механизма и типах модификаций смотрите в видео:

      Смазка шейки коленвала и шатуна, принцип работы и особенности различных конструкций


      Смотрите это видео на YouTube

      Возможные проблемы с коленчатым валом и их решение

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

      Вот некоторые из причин поломки узла кривошипно-шатунного механизма.

      Цапфы кривошипа

      Износ шейки шатуна является частой неисправностью, так как сила трения создается в этом узле под высоким давлением.В результате таких нагрузок на металл появляются выработки, препятствующие свободному перемещению подшипников. Из-за этого коленчатый вал нагревается неравномерно и впоследствии может деформироваться.

      Игнорирование этой проблемы чревато не только сильной вибрацией мотора. Перегрев механизма приводит к его разрушению и по цепной реакции — к разрушению всего двигателя.

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

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

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

      Шпонка для кривошипа

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

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

      Износ отверстий фланца

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

      В результате работы механизма в условиях высоких нагрузок в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых на стыках образуются одиночные или групповые углубления.

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

      Течи сальника

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

      Утечка сальника может произойти по следующим причинам.

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

      Чаще всего сальники изнашиваются одновременно. Однако, если есть необходимость в замене только одного, следует заменить второй.

      Неисправность датчика коленчатого вала

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

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

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

      Обслуживание коленчатого вала

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

      Для проверки состояния коленчатого вала его необходимо снять с блока.

      Коленчатый вал снимается в следующей последовательности:

      • Сначала нужно слить масло;
      • Далее нужно снять мотор с автомобиля, после этого от него отсоединяются все его элементы;
      • Корпус ДВС перевернут поддоном;
      • В процессе разборки крепления коленчатого вала необходимо запомнить расположение крышек коренных подшипников — они разные;
      • Крышки опорных или коренных подшипников демонтированы;
      • Заднее уплотнительное кольцо снимается, и деталь снимается с корпуса;
      • Все коренные подшипники сняты.

      Далее проверяем коленвал — в каком он состоянии.

      Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

      Коленчатый вал — очень сложная деталь в ремонте. Причина в том, что эта деталь работает на высоких оборотах при больших нагрузках. Следовательно, эта деталь должна иметь идеальную геометрию. Добиться этого можно только на высокоточном оборудовании.

      Если коленчатый вал требует шлифовки из-за появления задиров и других повреждений, эта работа должна выполняться профессиональным техником с использованием специального оборудования.Для восстановления изношенного коленвала помимо шлифовки необходимо:

      • Очистка каналов;
      • Замена подшипников;
      • Термическая обработка;
      • Балансировка.

      Естественно, что такие работы могут выполнять только высококвалифицированные специалисты, и они возьмут за это большие деньги (работа выполняется на дорогостоящем оборудовании). Но это только верхушка айсберга. Прежде чем мастер приступит к ремонту коленвала, его необходимо снять с двигателя, а затем правильно установить на место.А это лишняя трата труда моториста.

      Стоимость всех этих работ зависит от цены мастера. Это требует уточнения в том районе, где ведутся такие работы.

      Нет смысла ремонтировать только коленчатый вал при полной разборке двигателя, поэтому лучше сразу совместить эту процедуру с капремонтом ДВС. В некоторых случаях проще купить контрактный мотор (привезенный из другой страны не под капотом автомобиля и без пробега по территории этой страны) и установить его вместо старого.

      Алгоритм проверки коленчатого вала:

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

      Далее проверка проводится в следующей последовательности:

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

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

      Шлифование коленвала

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

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

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

      Видео по теме

      Дополнительно смотрите видео, как восстанавливается коленчатый вал:

      Вопросы и ответы:

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

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

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

      ПОДОБНЫЕ СТАТЬИ

      Как это работает: Коленчатый вал

      ВВЕРХУ: это ваш стандартный четырехцилиндровый кривошип, в котором два внешних поршня поднимаются и опускаются вместе, а центральная пара уравновешивает их

      По сути, коленчатый вал выполняет простую задачу: преобразовывать поступательное движение поршней во вращение.Он выполняет ту же работу, что и шатун велосипеда, превращая более или менее движение ваших ног вверх и вниз во вращение.

      Хотя принцип прост, когда дело доходит до двигателей мотоциклов с высокими рабочими характеристиками, возникает множество сложностей. Но прежде чем мы перейдем к ним, нам понадобится несколько определений. Коленчатый вал (или кривошип) соединен с поршнями шатунами (шатунами), которые имеют подшипники на каждом конце. Конец, соединенный с кривошипом, больше, потому что подшипник, который он держит, должен подходить к кривошипу, который должен быть массивным, чтобы противостоять множеству сил.Так что это называется большим концом. Биты кривошипа, которые удерживают подшипники, называются шейками — и бывают двух типов. Основные шейки — это то место, где кривошип удерживается на месте, так что они расположены вдоль центральной линии кривошипа. Шатунные шейки, как вы уже догадались, представляют собой биты, к которым прикрепляются шатуны (они также известны как штифты кривошипа). Тогда есть паутины. Это неровные биты, которые выглядят относительно необработанными по сравнению с остальной частью коленчатого вала. Их задача — попытаться уравновесить силы, создаваемые движущимися вверх и вниз поршнями и вращением самого кривошипа.

      ВВЕРХУ: это кривошип с поперечной плоскостью от R1, и вы можете увидеть, что поршни не спарены — шатун кривошипа для каждого шатуна смещен относительно предыдущего.

      Кривошип должен выдерживать огромные силы. Как и следовало ожидать, одна из основных сил создается давлением в камере сгорания, которое толкает поршень и шатун вниз, поворачивая кривошип, преодолевая сопротивление липкой шины — скручивающие и изгибающие силы, связанные с этим, огромны.

      Тогда есть силы, создаваемые ускорением поршня. Например, когда поршень приближается к вершине своего хода, кривошип заставляет его замедляться — если бы он не был прикреплен к кривошипу, он полетел бы вверх, врезаясь в клапаны. Хотя современные поршни (и связанные с ними втулки пальца кисти, малый концевой подшипник и т. Д.) Легкие, скорость, которую они достигают, настолько высока, что это замедление и связанные с ним силы на кривошипе велики.

      Помимо того, что кривошип достаточно силен для преобразования взрывных линейных сил во вращение, он также определяет, когда поршни многоцилиндрового двигателя поднимаются и опускаются, что, в свою очередь, определяет уровень вибрации, тип шума, который он производит, и то, как байк держится. .Возьмем, к примеру, старого британского близнеца, например Triumph Bonneville 1960-х. У них есть кривошип, который точно выравнивает два больших конца, поэтому оба поршня поднимаются и опускаются в унисон — это похоже на один цилиндр с двумя поршнями, хотя они вращаются поочередно, поэтому это немного плавнее. Результат? Множество вибраций и великолепный шум кробба-кроббы.

      Напротив, большинство рядных четырехцилиндровых двигателей имеют кривошип, который направляет два центральных поршня вверх и вниз вместе, а два внешних поршня вверх и вниз вместе в противоположные моменты времени по отношению к центральной паре.Это означает, что основные (первичные) силы движущихся вверх и вниз поршней уравновешиваются, и за счет срабатывания цилиндров через равные промежутки времени обеспечивается плавный поток мощности (что также означает, что перемычки могут быть легче, потому что им не нужно удерживать кривошип вращается в ожидании следующего импульса мощности).

      ВВЕРХУ: Если это выглядит длиннее других кривошипов, то это — шестицилиндровый двигатель BMW K1600.

      Однако у этой схемы есть недостатки.Коленчатый вал должен быть длинным, из-за чего велосипед может казаться толстым по сравнению с парным, а поскольку некоторые из меньших сил не сбалансированы, вы можете получить много жужжащих вибраций, если конструкторы не сообразительны с опорами двигателя.

      Конечно, существует множество других конструкций кривошипов — некоторые параллельные близнецы (например, новый BMW F850GS) имеют кривошипы со смещенными пальцами кривошипа, так что они имитируют ощущение и звук V-образного двухцилиндрового двигателя. И Yamaha представила кривошипно-перекрестный шатун для четырехцилиндровых двигателей — в нем используются те же смещенные шатуны, что и в этих близнецах, что выравнивает импульсы того, что Yamaha называет инерционным крутящим моментом (который создается вращением кривошипа).Конечный результат — крутой гудящий звук двигателя и, предположительно, лучшее сцепление с дорогой при разгоне.

      Еще есть новый двигатель Ducati V4, который звучит и выглядит смехотворно похожим на одного из их близнецов, потому что его кривошип заставляет четыре поршня двигаться попарно. Два кривошипа (к каждому из них прикреплены по два шатуна в V4) смещены на 70 градусов, так что одна пара цилиндров может стрелять близко друг к другу, затем наступает пауза, затем другая пара стреляет близко друг к другу. Это приводит к совершенно другому звучанию и ощущениям от шелковисто-гладких двигателей V4 от Honda, в которых шатуны коленчатого вала разделены на 180 градусов.

      .
    Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *