Коленвал это что: что это, как работает, неисправности :: Autonews

Содержание

что это, как работает, неисправности :: Autonews

www.adv.rbc.ru

Autonews

Телеканал

Газета

Pro

Инвестиции

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Конференции

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

www.

adv.rbc.ru

Фото: Shutterstock

www.adv.rbc.ru

Что такое коленвал

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

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

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

Основные компоненты коленвала

В коленчатом вале любого ДВС выделяют следующие основные компоненты:

Коренные шейки — сегменты вала, находящиеся на его оси вращения.
Шатунные шейки — сегменты вала, смещенные относительно его оси вращения и коренных шеек. Служат для крепления шатунов с поршнями и воспринимают передаваемое от них усилие. Диаметр шатунных шеек меньше, чем у коренных.

Щеки — как правило, округлые или эллиптические диски, служащие для соединения коренных и шатунных шеек. В щеки также интегрированы противовесы, предназначенные для снижения уровня вибраций ДВС.
Носок — передняя часть коленвала, к которой крепится звездочка / шкив привода газораспределительного механизма и вспомогательных систем.
Хвостовик (фланец маховика) — задняя выходная часть коленвала, соединенная с маховиком, а через него — с трансмиссией.
Масляные каналы — система полостей во всех шейках и щеках вала для подачи масла к трущимся частям.

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

По типу опоры различают две разновидности коленвалов:

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

Датчик коленвала

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

ДПКВ могут устанавливаться:

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

По принципу действия различают следующие виды ДПКВ:

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

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

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

Фото: Shutterstock

Как проявляется неисправность ДПКВ?

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

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

Неисправности коленвала

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

Задиры шатунных шеек

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

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

Срез шпонки коленвала

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

Износ отверстий фланца коленвала

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

Течь масла из-под сальников

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

Как продлить срок службы коленвала

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

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

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

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

www.adv.rbc.ru

Коленчатый вал | это.

.. Что такое Коленчатый вал?

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

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

Содержание

1 Основные элементы коленчатого вала
2 Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов
3 Механическая обработка коленчатых валов
4 См. также

Основные элементы коленчатого вала

Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).

Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Выемка из блока дизельного двигателя коленчатого вала трактора

Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов

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

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

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

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

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

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

Механическая обработка коленчатых валов

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

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

См. также

Дисбаланс
Поршневой двигатель внутреннего сгорания
Гидроудар

Что такое коленчатый вал и для чего он нужен?

Вы здесь

Главная | Что такое коленчатый вал и для чего он нужен?

Что делает коленчатый вал?

Коленчатый вал двигателя проходит внутри нижней части двигателя автомобиля и преобразует вертикальное движение поршней в горизонтальное вращательное движение, которое в конечном итоге приводит в движение колеса через коробку передач.

Коленчатые валы существуют сотни лет, они использовались на водяных мельницах и лесопилках. В конечном итоге они стали заметными в гребных лодках, превращая энергию паровых поршней во вращательную энергию для гребных колес.

В современных автомобилях коленчатый вал состоит из равномерно расположенных «бросков» (их четыре в четырехцилиндровом двигателе, , как показано ниже ), которые прикреплены к днищу поршней с помощью шатунов. Эти «броски» смещены от оси коленчатого вала, что и создает энергию вращения.

Коленчатый вал прикреплен к двигателю большими подшипниками на обоих концах. Он соединяется с маховиком, а через него и со сцеплением.

При включенном сцеплении энергия вращения коленчатого вала передается через коробку передач и далее через дифференциал на карданные валы, прикрепленные к колесам, что создает способность автомобиля двигаться.

Распределительный вал и коленчатый вал

Распределительный вал расположен в верхней части двигателя и приводится в движение коленчатым валом через зубчатую цепь или зубчатый ремень.

Распределительный вал (их может быть до четырех на двигатель, , хотя на приведенной ниже схеме коленчатого вала показаны два ) имеет кулачки по всей длине, которые работают с клапанным механизмом (который состоит из толкателя, толкателя клапана, пружины клапана, клапана и толкатель или коромысло) для облегчения поступления воздуха и топлива в камеру сгорания и выхода выхлопных газов после части рабочего такта цикла двигателя внутреннего сгорания.

Вращающиеся кулачки распределительного вала открывают и закрывают клапаны двигателя. Лепестки различаются по размеру и форме от двигателя к двигателю, чтобы регулировать продолжительность открытия клапана и насколько. Чем больше клапанов, тем больше воздуха и топлива может быть втянуто и тем больше выхлопных газов может выйти, что увеличивает мощность двигателя.

Коленчатый вал двигателя расположен в нижней части двигателя (как показано на схеме ниже) и соединен с поршнями соединительными путями – движение поршней вниз в результате процесса сгорания вызывает движение коленчатого вала вращать.

Что не так с коленчатыми валами?

Коленчатый вал – чрезвычайно сложная и точно отточенная конструкция, состоящая не только из шатунов. Ключевые детали включают шатунные шейки, масляные каналы, шпоночный паз, коренные шейки и монтажный фланец маховика.

Кривошип двигателя также содержит множество встроенных грузов и противовесов, которые предназначены для сведения к минимуму вибрации при вращении.

Любая такая вибрация может усилиться и вызвать повреждение подшипников, в которых установлен коленчатый вал, а также шатунов и поршней.

Прежде чем это произойдет, устройство, называемое датчиком положения коленчатого вала, должно обнаруживать неисправности.

Датчик положения коленчатого вала (показан ниже) установлен на блоке цилиндров и определяет скорость вращения и положение коленчатого вала. Датчик коленчатого вала отправляет эту информацию в ЭБУ автомобиля, который вносит коррективы для оптимизации работы двигателя.

Тем не менее, иногда исправить невозможно, и если датчик коленчатого вала обнаружит неисправность, ЭБУ либо остановит запуск двигателя, либо переведет его в аварийный режим, в котором вы не будете возможность разогнать машину до определенного момента.

Вы также увидите на приборной панели индикатор «проверьте двигатель», информирующий вас о том, что автомобиль требует немедленного внимания.

Как нагнетатель работает с коленчатым валом?

В некоторых автомобилях, оборудованных нагнетателем, к концу коленчатого вала крепится шкив, который затем ремнем крепится к нагнетателю.

Когда двигатель работает, коленчатый вал быстро вращается, приводя в движение шкив, который приводит в движение ремень, а затем шкив на конце нагнетателя.

Затем включается турбина нагнетателя, всасывающая воздух и увеличивающая мощность двигателя.

Метки:

Двигатели

Распределительные и коленчатые валы: что это такое и как они работают?

Распредвалы и коленчатые валы — термины, которые вы, вероятно, слышали, когда обсуждали двигатели внутреннего сгорания со своим механиком (или другими автолюбителями). Но что такое распределительный вал или коленчатый вал и что они делают?

Хотя поначалу это может показаться немного сложным, это не так сложно, когда вы разбиваете все на части.

В этом руководстве мы рассмотрим все, что вам нужно знать о распределительных и коленчатых валах — от того, что они из себя представляют, до того, как они работают.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — один из важнейших компонентов двигателя.

Коленчатые валы преобразуют линейную мощность поршней в мощность вращения, которую трансмиссия может передавать на колеса. Он также использует всю эту мощность вращения для активации аксессуаров вашего автомобиля, что делает его одной из самых разнообразных систем распределения энергии в вашем автомобиле.

Проще говоря, ваш коленчатый вал обеспечивает мощность, создаваемую вашими поршнями. Ваш двигатель использует эту мощность для привода поликлинового ремня (или цепи), прикрепленного к передней части двигателя, и этот ремень приводит в движение все ваши аксессуары.

От кондиционера до генератора — все это приводится ремнем. Конечно, ваш коленчатый вал также приводит в движение карданный вал вашего двигателя, который передает мощность на колеса через вашу трансмиссию.

Если поршни — рабочие лошадки, то коленвал — служба доставки.

Принцип работы коленчатого вала

Коленчатый вал — один из самых громоздких компонентов двигателя. Это также один из самых простых. Именно эта механическая изобретательность делает коленчатый вал современным механическим чудом.

Коленчатый вал состоит из нескольких основных компонентов, обеспечивающих его работу.

Во-первых, это смещенные валы (также известные как шатунные шейки), где соединяются шатуны. Эти шатуны соединены непосредственно с поршнем, и когда коленчатый вал вращается, он толкает эти шатунные шейки вверх и вниз, перемещая при этом поршни.

Кроме того, к переднему концу коленчатого вала прикреплена шестерня, которая крепится к поликлиновому ремню, который приводит в движение все аксессуары вашего двигателя.

Еще одной особенностью коленчатого вала являются противовесы. Поршни, движущиеся вверх и вниз, создают большую силу, которая в противном случае двигала бы ваш двигатель повсюду.

В то время как опоры двигателя крепят ваш двигатель болтами, еще одна вещь, которая не дает вашему двигателю двигаться слишком сильно и сохраняет баланс, — это противовесы коленчатого вала.

Это просто более тяжелые части коленчатого вала, которые производитель стратегически разместил, чтобы все было сбалансировано, поскольку коленчатый вал вращается с безумно высокими оборотами. В современных двигателях используются датчики положения коленчатого вала, чтобы синхронизация была абсолютно идеальной.

Что такое распределительный вал?

Прежде чем вы сможете понять, как они работают (и ответить на вопрос что делают кулачки? ), вам нужно сначала понять, что такое распределительный вал!

Простейший способ определить функцию распределительного вала состоит в том, что он превращает вращательное движение в возвратно-поступательное. Звучит запутанно? Давайте сломаем это.

Коленчатый вал вращается, и это вращение вращает зубчатый ремень или цепь, которая вращает распределительный вал. Это ваше вращательное движение.

Ваш распределительный вал принимает все это вращательное движение и использует его для неоднократного подъема и опускания впускных и выпускных клапанов двигателя. Это время должно быть точным; если ваш впускной клапан не открывается, когда это необходимо, не будет воздуха для облегчения воспламенения.

Если выпускной клапан не открывается вовремя, всему сгоревшему топливу и воздуху некуда деваться, что затрудняет поступление нового воздуха в систему. В современных двигателях также используются датчики положения распределительных валов, чтобы обеспечить максимальную производительность при максимальном расходе топлива.

Может показаться, что это не так уж и много, но распределительный один из наиболее важных аспектов вашего двигателя. Если вы ищете серьезные улучшения производительности, модернизация распределительного вала и настройка — верный способ добиться этого.

Как работает камера?

Распределительный вал, как и коленчатый вал, представляет собой относительно простую для понимания концепцию. Но что делают камеры и, что более важно, что камера делает для производительности?

Распределительный вал представляет собой металлический стержень с прикрепленными смещенными кулачками. Эти смещенные выступы упираются в толкатели, прикрепленные к коромыслам.

Поскольку большая часть выступа давит на толкатель, он поднимает его. Другой конец штока давит на коромысло, которое, в свою очередь, поднимает или опускает соответствующий клапан.

Когда нижняя часть лепестка возвращается в исходное положение, толкатель снова опускается вниз, и цикл повторяется.
Поскольку распределительный вал прикреплен к коленчатому валу через ремень ГРМ, не имеет значения, насколько быстро или медленно работает двигатель; распределительный вал всегда остается в идеальном ритме.
Это необходимо, чтобы все работало гладко, и настройка на этот раз может отрицательно сказаться на работе двигателя.
Рабочие распределительные валы
Если вы думаете, что между различными распределительными валами нет большой разницы, поскольку все они должны быть в соотношении 1:2 с коленчатым валом, — остановитесь прямо сейчас.
Рабочие распредвалы отличаются от обычных, и все сводится к синхронизации.
Чем дольше впускные клапаны открыты, тем больше времени у вас есть, чтобы нагнетать воздух в камеру сгорания. Чем больше воздуха вы туда наберете, тем больше силы вы сможете генерировать при каждом взрыве.
Вот почему рабочие блоки имеют более крупные выступы по сравнению со стандартными кулачками. Тем не менее, вы должны настроить свой двигатель, если вы заменяете распределительный вал. Невыполнение этого требования приведет к тому, что вы разрушите свой двигатель, как правило, в течение нескольких минут после его запуска.
Итак, что же делает распределительный вал? Он полностью обновляет ваш двигатель и оптимизирует производительность.
Двойные верхние распредвалы (DOHC) по сравнению с традиционными распределительными валами
Одной из особенностей, о которых вы услышите, производители хвастаются, являются двойные верхние распредвалы или DOHC. Наиболее значительным преимуществом DOHC является то, что вы получаете два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.
Это позволяет двигателям работать на более высоких оборотах, в то же время получая необходимое для работы количество воздуха. Хотя это наиболее заметное преимущество систем с двумя распределительными валами по сравнению с одним, существуют и верхнеклапанные системы только с одним распределительным валом.
Обе системы полностью исключают толкатели, и вместо этого коромысла располагаются непосредственно напротив распределительного вала. Это само по себе дает несколько преимуществ и позволяет производителю размещать свечу зажигания в центре камеры сгорания для повышения эффективности.
Системы DOHC и с одним верхним распредвалом (SOHC) работают по одним и тем же принципам, но двигатели с DOHC обычно имеют более высокие характеристики.
Единственным реальным недостатком DOHC по сравнению с SOHC является то, что системы DOHC немного менее экономичны и немного дороже в ремонте. Однако, если ваш распределительный вал нуждается в ремонте, он не будет дешевым, независимо от того, какая система установлена на вашем автомобиле.
На самом деле, если ваш распределительный вал нуждается в ремонте, существует высокая вероятность того, что несколько других компонентов повреждены, и вам может понадобиться новый двигатель.
Настоящая разница между распредвалом и коленчатым валом
Одно из самых существенных различий между ними — форма. Распределительные валы длинные и узкие, со смещенными кулачками.
Коленчатые валы, с другой стороны, большие и громоздкие. Хотя они в основном круглые по своей природе, они имеют смещенные области крепления шатуна, что делает их коренастыми и громоздкими в работе.
Конечно, дело не только во внешнем виде, это два совершенно разных компонента, которые выполняют совершенно разные функции. Не менее важно понять назначение коленчатого и распределительного валов.
В то время как коленчатый вал является средством подачи энергии, распределительный вал является ритмом, благодаря которому все работает, когда должно. Они оба имеют решающее значение для работы двигателя, но это совершенно разные компоненты.
Как они работают вместе: Удивительная хореография
Хотя при сравнении этих двух компонентов двигателя есть масса вещей, которые нужно разобрать, существует интересное соотношение, благодаря которому все работает гладко.
Цепь ГРМ (или ремень) соединяет коленчатый вал с распределительным валом, и распределительный вал всегда будет вращаться в соотношении 1:2 с коленчатым валом.
Если разложить по полочкам, то все понятно. Четырехтактные двигатели имеют четыре ступени, в которых клапаны открываются и закрываются, — впускные на одной ступени, таким образом, в воздух, и выпускные на другой, чтобы избавиться от выхлопных газов. В течение последних двух стадий оба клапана остаются закрытыми.
Но на каждый оборот распределительного вала вы открываете и закрываете как впускной, так и выпускной клапан по одному разу. Оставаясь на половине скорости коленчатого вала, все остается в идеальном времени.
Слишком быстро или слишком медленно, и это время будет полностью сбито, и ваш автомобиль никогда не выедет за пределы проезжей части.

Разное