Конструкция коленвалов и требования к их изготовлению

Коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания являются ответственными и напряженными деталями, работающими при воздействии динамических нагрузок, которые передаются валу через поршень и шатун при рабочем процессе двигателя, и инерционных усилий, возникающих при изменении скорости и направления движущихся масс поршней, шатунов, маховиков и прочих деталей.

Коленчатые валы делают цельными или составными (из отдельных частей или колен). В зависимости от числа и расположения цилиндров коленчатые валы имеют разное число колен и шеек. Основными элементами коленчатых валов являются коренные и шатунные шейки, щеки, соединяющие коренные и шатунные шейки, передний и задний концы, служащие для передачи движения приводным механизмом и механизмами двигателя. В местах переходов от шеек и концов вала к щекам и фланцам имеются галтели. Щеки коленчатых валов делают прямоугольными, круглыми или овальными. Для уменьшения массы вала на щеках в ненагруженных местах снимают фаски и скосы; шейки часто выполняют полыми. На щеках в отдельных конструкциях коленчатых валов установлены противовесы.

Условия работы коленчатых валов и сопряжённых с ними деталей двигателя требуют точного выполнения размеров и правильного взаимного положения отдельных элементов. Эти требования обусловлены ГОСТами 10158-62 и 10167-62. Основные технические требования, предъявляемые к коленчатым валам, следующие:

Рисунок №1. — Секционный штамп для горячей штамповки коленчатых валов больших размеров

1. Коленчатые валы должны изготавливаться из углеродистых сталей 35, 40, 45, и 50 Г и легированных сталей, химический состав которых соответствует ГОСТу 4543-61. Марка стали оговаривается в чертеже.
2. Механические свойства валов должны соответствовать показателям, установленным ГОСТом 10158-62 в зависимости от марки стали и категории прочности. Обязательными показателями механических свойств являются предел текучести, относительное сужение, ударная вязкость и твёрдость. Механические свойства материала коленчатых валов после термической обработки проверяются на образцах, вырезанных из детали.
3. Твёрдость HRC шеек, подвергаемых поверхностной закалке, должна быть не менее 52 для валов, изготавливаемых из стали 45 и 50 Г, и не менее 48 для валов из легированных сталей. Галтели закалке не подвергаются.
4. Чистота обработки поверхности шеек диаметром до 100 мм должна быть не ниже 9-го класса, а шеек диаметром более 100 мм и галтелей шеек 8-го класса; чистота обработки коренных шеек, монтируемых на подшипниках качения, должна быть 7-го класса.
5. Диаметры коренных и шатунных шеек требуется обрабатывать по 2-му классу точности. Овальность шеек диаметром до 260 мм не должна выходить за пределы поля допуска скользящей посадки 1-го класса точности, а шеек диаметром более 260 мм должна быть в пределах допуска скользящей посадки 2-го класса точности.
6. Биение коренных шеек и шейки под распределительную шестерню относительно оси вала не должно превышать 0,03 мм для валов с диаметром шеек до 100 мм, 0,04 мм для валов с диаметром шеек 100-180 мм; 0,05 мм для валов с диаметром шеек 180-260 мм и 0,06 мм для валов больших размеров.
7. Допускается отклонение радиуса кривошипа не более  0,15 мм на 100 мм радиуса.
8. Смещение углов между коленами кривошипов, а также между шпоночным пазом распределительной шестерни и осью базового кривошипа допускается не более .
9. Биение торцов соединительных фланцев при жёстком креплении маховика или муфты допускается не более 0,005 мм на 100 мм диаметра фланца, при прочих соединениях – не более 0,03 мм на 100 мм диаметра фланца.
10. Каждый вал должен быть динамически сбалансирован. Одно- и двухколенчатые валы, а также валы, работающие с числом оборотов в минуту менее 1000, допускается балансировать статически. Допускаемый дисбаланс указывается в чертеже.

Требования к коленчатым валам, подвергаемые азотированию, хромированию и механическому уплотнению галтелей, указываются в чертеже. Заготовки коленчатых валов получают свободной ковкой, штамповкой и отливкой. Свободной ковкой получают заготовки валов крупных двигателей, выпускаемых мелкими сериями, для которых нецелесообразно делать сложные и дорогие штампы. Сложная конфигурация коленчатого вала не позволяет изготовить свободной ковкой заготовку, в достаточной степени приближающуюся к конфигурации готовой детали, и при обработки шеек приходится удалять большое количество металла. Заготовки валов, выпускаемых значительными сериями, получают штамповкой в закрытых штампах. Штамповку заготовок значительных размеров производят по частям в секционных штампах (см. рис 1).

Это позволяет снизить расход металла, улучшить его структуру и снизить трудоёмкость изготовления вала в заготовительных и механических цехах. Заготовку коленчатых валов быстроходных двигателей в серийном производстве получают штамповкой в закрытых штампах из проката последовательно в нескольких ручьях одного штампа или двух штампов. Сначала производят гибку заготовки в гибочном ручье штампа, затем штамповку в предварительном ручье. Потом производят обрезку облоя, окончательную штамповку, обрезку и рихтовку. Фланцы на конце вала обычно штампуют в отдельной операции на горизонтально-ковочных машинах.

При изготовлении коленчатых валов как одно целое с ними отковывают бруски, из которых после совместной термической обработки вырезают образцы для контроля механических свойств материала. Литые заготовки коленчатых валов получают из модифицированного легированного чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Крупные валы (для тепловозных и стационарных двигателей) изготавливают в земляных формах; шейки их обычно отливают полыми, что позволяет избежать большой разницы в толщине стенок отливки и обеспечит более равномерную структуру материала. Коленчатые валы небольших размеров (для автомобильных, тракторных и комбайновых двигателей) отливают в оболочковых формах. Литые заготовки коленчатых валов подвергают рентгенографическому контролю для выявления внутренних скрытых раковин.

Автор: Евгений Вдовин

Дата публикации: 28.02.2021 12:22

Назначение, устройство, классификация и принцип работы механизма привода вала отбора мощности.

Валы отбора мощности. Они предназначены для передачи мощ­ности двигателя на привод рабочих органов сельскохозяйственных машин. Их различают по месту расположения на тракторе, типу привода, частоте вращения и способам управления.

Большинство тракторов оборудовано задним ВОМ, некоторые — передним. Универсально-пропашные тракторы имеют задний и бо­ковой ВОМ.

По типу привода ВОМ подразделяют на несинхронные (зависи­мые, независимые, полунезависимые) и синхронные. При несин­хронном приводе ВОМ получает вращение от коленчатого вала дви­гателя непосредственно или через вал сцепления. ВОМ с зависи­мым приводом приводится во вращение через вал сцепления и при выключенном сцеплении останавливается.

ВОМ с независимым приводом получает вращение от коленчатого вала двигателя через ведущую часть сцепления не­зависимо от его выключения. При полунезависимом приводе ВОМ вращается при переключении передач, во время остановки, но не включается и выключается при движении трактора. Такой ВОМ при­меняют при двухпоточном сцеплении. У ВОМ с син­хронным приводом частота вращения изменяется при переключе­нии передач пропорционально скорости движения трактора.

Синхронный привод применяют на пропашных тракто­рах для привода рабочих органов машин, скорость работы которых должна быть согласована со скоростью движения трактора (напри­мер, навесных сеялок).

При синхронном приводе ВОМ получают вращение от ведомо­го вала коробки передач.

Частота вращения ВОМ с синхронным приводом стандартизи­рована: 9 с-¹ (540 мшг¹) и 16,6 с»¹ (1000 мин»¹). Она не зависит от передачи трактора и постоянна при неизменной частоте вращения коленчатого вала. Хвостовики ВОМ расположены на одной высоте от уровня опорной поверхности трактора, но имеют разные шли­цы: 8-шлицевый для 540 мшг¹ и 21-шлицевый для 1000 мин’¹.

Частоту вращения двухскоростного независимого привода ВОМ переключают с помощью поводка, установленного под днищем корпуса сцепления, воздействующего на валик вилки 22 включения ВОМ. Вилка перемещает соединительную муфту 23, скользящую по шлицам вала 18 привода ВОМ. Своими наружны­ми и внутренними зубьями она может входить в зацепление с шестернями 24 или 25 привода ВОМ второй и первой ступеней, которые помещены свободно: одна на гладкой части вала 18, а другая — на ступице шестерни 25. Если ВОМ не используют, то его выступающий конец закрывают колпаком, штампованным из листовой стали или пластмассы.

Способы управления ВОМ бывают механические и гидравли­ческие ВОМ с простым механическим уп­равлением оборудуют обычно с зависимым при­водом. Он представляет собой корпус 2 (рис. 24), в котором помещена пара цилиндрических шестерен. Ведомая шестерня 7 мо­жет перемещаться по шлицам вдоль вала. Ее включают в зацепление с ведущей шестерней 4 только при полностью ос­тановленном тракторе. Маслоподающая шестер­ня 6 помещена на под­шипнике, установленном на ступице ведомой шес­терни, и обеспечивает по­дачу масла подшипникам ведущей шестерни привыключенном ВОМ.

 

 

Рис. 24. Вал отбора мощности со ступенчатым редуктором (тракторДТ-75МЛ):

1 и 5 — ведущий и ведомый валы; 2 — корпус; 3 — пробка-сапун; 4 и 7 — ведущая и ведомая шестерни; 6 — маслоподающая шестерня; 8 — пробка отверстия для слива масла; 9 — поддон

 

Валы отбора мощности с независимым приводом можно включать и оста­навливать при движении трактора с помощью гидравлического способа управления или сложного механического привода (через планетарный редуктор).

ВОМ с планетарным редуктором состоит из корон­ной и солнечной 7 (рис. 25) шестерен, трех помещенных между ними сателлитов 10, водила 8 и двух тормозных барабанов с тор­мозными лентами.

Ступица солнечной шестерни 7 жестко соединена с тормозом 5, свободно вращающимся на валу 6. Тормоз 11 соединен с водилом8 через оси сателлитов 10, а водило жестко связано с валом 6. В зад­ний конец вала установлен сменный хвостовик. Стальные ленты тормозных барабанов с фрикционными накладками одним концом закреплены на неподвижной оси, а другим соединены через регу­лировочные винты 3 с рычагом управления ВОМ.

Если ВОМ выключен, то тормоз 5 (рис. 25, а) солнечной шес­терни опущен, а тормоз 11 водила затянут. Вал 6 неподвижен, а сателлиты 10 передают вращение от коронной шестерни на сол­нечную 7.

При включенном ВОМ тормоз 5 (рис. 25, б) солнечной шес­терни затянут, а тормоз 11 водила освобожден и сателлиты перека­тываются по неподвижной солнечной шестерне, а их оси приводят во вращение водило и вал 6. Крайнее верхнее и нижнее положения рукоятки 1 управления ВОМ удерживаются усилием сжатой пружины 4.

Приводной вал планетарного механизма включают рычагом 2 действующим на зубчатую муфту 4.

 

Рис. 25. Схема работы ВОМ трактора МТЗ-80 с планетарным редуктором:

а и б — ВОМ выключен и включен; 1 — рукоятка управления; 2 — тяга;

3 — регулировочный винт; 4 — пружина; 5 — тормоз солнечной шестерни;

6 — ведомый вал; 7 — солнечная шестерня; 8 — водило; 9 — приводной вал

с коронной шестерней; 10 — сателлит; 11 — тормоз водила

 

Чтобы включить синхронный привод ВОМ, муфту передвигают в крайнее переднее положение, и ВОМ получает вра­щение от вторичного вала КП через шестерню 1. При независимом приводе заднего ВОМ муфту передвигают в крайнее заднее поло­жение и ВОМ получает вращение от двигателя через пару шестирён, расположенных в корпусе сцепления, и заднего моста.

Боковой ВОМ.На тракторе может быть установлен боковой ВОМ, который облегчает привод механизмов сельскохозяйственных ма­шин, расположенных впереди и сбоку трактора. Боковой ВОМ ус­танавливают с левой стороны КП вместо боковой крышки.

 

 

Вопросы выходного контроля:

 

1. Какие применяются схемы навесной системы и когда они используются?

2. Чем устраняется перекос навесной машины в горизонтальной и вертикальной плоскостях?

3. Как классифицируются валы отбора мощности трактора?

4. Какой уход необходим за элементами рабочего оборудования трактора?

 

 

Домашнее задание:И.П.Ксеневич «Трактор МТЗ-80 и его модификации», с 316-345. Д.И.Мельников «Тракторы», с 189-194.

---

Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 13789; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

---

Укладка коленчатого вала / НЕВА-диз

Перед укладкой коленчатого вала необходимо убедится в отсутствии деформации верхней поверхности машинной рамы, в сохранении ее плоскости. Укладка вала будет отвечать всем требованиям в том случае, когда все контрольные плоскости и поверхности гнезд рамовых подшипников располагаются правильно относительно оси коленчатого вала.
К укладке вала можно приступать в том случае, когда гнезда машинной рамы расточены и прокалиброваны (если в этом есть необходимость), а нижние рамовые вкладыши пригнаны по своим постелям.
Укладку коленчатого вала (выравнивание его оси) путем шабрения соответствующих
рамовых подшипников или выравнивания рамы. Для этого необходимо снять раскепы на всех мотылях. Данные заносятся в таблицу. Полученные значения раскепов позволяют построить график «изломанной» оси коленчатого вала.

Если от условной прямой ОО отложить на осях цилиндров 1,2,3, и т.д. в определенном масштабе величины раскепов и нанесенные точки соединить отрезками, то получится ломаная линия, условно изображающая характер расположения оси коленчатого вала. На рисунке-графике с учетом знаков отложены раскепы: -L1; +L2; +L3; L4=0; -L5; -L6.

Из рис.1 видно, что относительно других наиболее низко расположена рамовая шейка №3. Так как подъем нижних вкладышей подшипников за счет подкладок запрещается Правилами Регистра, то выравнивают ось данного вала шабрением баббита нижних половинок вкладышей подшипников в последовательности 6-1-2-5-7-4. Тогда ось коленчатого вала займет положение О’ — O’. В практике укладки коленчатых валов после каждого цикла шабрения снимают раскепы и, сверяя их с предыдущими величинами, соответственно корректируют последующий цикл шабровки.
Для подъема коленчатых валов устанавливают специальное подъемное устройство. При укладке тяжелых валов применяют подъемник с синхронным выбиранием строп, что исключает опасный прогиб вала при подъеме. В целях сокращения числа подъемов коленчатого вала предварительную пригонку вкладышей выполняют по шейкам вала, уложенного на деревянные прокладки. После предварительной пригонки рабочей поверхности нижних вкладышей рамовых подшипников их укладывают в гнезда рамы. Рамовые шейки покрывают тонким слоем краски, коленчатый вал опускают на нижние вкладыши и проворачивают на один оборот. После подъема вала выступающие места баббита вкладыша (окрашенные краской) б мешающие прилеганию шеек, удаляют шабером. Повторяя эту операцию несколько раз, добиваются необходимого прилегания рамовых шеек коленчатого вала к поверхности нижних вкладышей. В процессе пригонки вкладышей следует вести контроль за положением оси вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Положение оси в вертикальной плоскости определяют по контрольной скобе, в горизонтальной плоскости — при помощи нутромера и микрометра. Просадку вала определяют относительно горизонтальной плоскости рамы, а смещение вала на левый или правый борт проверяют относительно вертикальных плоскостей замка рамовых подшипников. Перед проверкой укладки вала проверяется прилегание фундаментной рамы к клиньям. В завершающий период пригонки поверхности нижних вкладышей, положение оси коленчатого вала контролируется по раскепам. Укладку коленчатого вала нижних вкладышей считают законченной, когда при проверке на краску площадь прилегания вкладыша к шейке вала равна 23 внутренней поверхности вкладыша, а угол охвата не менее 120 градусов. Равномерно распределенные мелкие пятна краски на поверхности вкладыша должны составлять не менее двух на 1 см. кв. Раскепы мотылей не должны превышать 0,01 мм на 100 мм длины мотыля. Разность замеров по контрольной скобе в носовой и кормовой шейках не должно превышать 0,05 мм на 1 м длины коленчатого вала. Коленчатый вал стремятся уложить по «отрицательным раскепам» с тем, чтобы при выработке средних подшипников ось коленчатого вала приблизилась к прямой линии. При наличии тяжелого маховика коленчатого вала укладывают вал так, чтобы мотыль у маховика имел » положительный раскеп «. В эксплуатации рамовый подшипник у маховика усиленно изнашивается, вследствие чего положительный раскеп мотыля вала уменьшается, и ось вала приближается к прямой линии.
Укладку вала Инспекция Регистра и ОТК завода проверяют в следующем порядке:
1. положение вала по скобе;
2. раскепы вала;
3. прилегание рамовых подшипников по шейке вала на краску, поочередно их вынимая.
Все эти работы выполняются при разобщенных фланцах коленчатого вала и упорного вала. При замере просадки шейки вала должны опираться на нижние вкладыши и щуп 0,03 мм не должен проходить между шейкой и вкладышем. Раскепы и измерения скобой дадут прямо противоположные результаты, значит, деформирована фундаментная рама двигателя.
Уклон оси коленчатого вала относительно плоскости рамы допускается до 0,10 мм на 1м длины. Однако общий уклон не должен превышать 0,5 мм на всей длине вала.

P.S.

За исходный (базовый) мотыль целесообразно всегда принять мотыль с нулевым раскепом. Тогда проходящая через рамовые подшипники ось «O — O» и будет той осью, к которой необходимо свести все остальные подшипники, чтобы вывести раскепы в мотылях.
Для удобства пользования графиком и простоты условимся откладывать раскепы от линии О-О вверх со знаком (-), а вниз со знаком (+). В практике редко бывают случаи, когда коленчатый вал имеет хотя бы один нулевой раскеп. Поэтому за базовый раскеп в таких случаях принимают мотыль с наименьшим раскепом по абсолютной величине.
Перед укладкой коленчатого вала, как правило, проверяют крепление рамы двигателя к фундаменту и плотность постановки клиньев между ними. В процессе укладки коленчатого вала должно быть достигнуто равномерное прилегание всех рамовых шеек к их вкладышам, не должно быть не равномерной просадки колен вала и изгиба его оси.
До начала укладки колен вала выполняют ремонт и пригонку затылков нижних рамовых подшипников на краску по постелям машинной рамы и предварительную пригонку вкладышей по фальшвалу.
Зазоры в подшипниках, осевые и радиальные, указываются в формуляре двигателя. Осевой разбег между вкладышами и щеками вала зависит от длины вала. Радиальный масляный зазор при отсутствии данных можно определить по формуле:

S = 0,00078 D + 0,02mm, где D — диаметр шейки вала.

Правилами Регистра установлены следующие величины упругих раскепов в зависимости от хода поршня: монтажные = 0,0001S; допустимые в эксплуатации = 0,00015S; недопустимые = 0,00025S.
Нормальный износ вкладышей за 1000 часов работы составляет: в малооборотных двигателях около 0,01 — 0,015 мм; в высокооборотных около 0,02 — 0,03 мм.

Интенсивный износ и под плавление возникает по двум причинам:
1. нарушение жидкостного трения из-за падения давления масла в системе и уменьшения вязкости при попадании топлива или воды в масло;
2. увеличение удельного давления на отдельные вкладыши из-за неравномерного распределения нагрузки по цилиндрам или уменьшения опорной поверхности вкладыша при деформации фундаментной рамы или самого коленчатого вала.

Задиры и царапины на поверхности вкладышей возникают при попадании вместе с маслом твердых механических частиц. Тщательная очистка масла в фильтрах и сепараторах позволяет избежать этих повреждений.

Растрескивание и выкрашивание антифрикционного слоя появляются в результате усталости металла. Причинами усталости могут быть:
— несоответствие действующих нагрузок прочностным характеристикам сплава;
— неправельная технология заливки подшипников;
— появление ударных нагрузок из-за увеличения радиальных зазоров или чрезмерной овальности шеек вала.

информация с сайта http://www.mygma.narod.ru/

Шатун поршня: конструкция, причины неисправности, ремонт

Шатун поршня обеспечивает передачу энергии от поршня к коленчатому валу. Первое применение таких деталей датируется концом III века н.э. Устройства, похожие на современные шатуны использовались на лесопилках в Малой Азии, принадлежавшей Римской империи. Они служили для преобразования вращательного движения водяного колеса в поступательно для привода пилы. Подобные конструкции были обнаружены при раскопках в Эфесе, которые датируются VI веком н.э.

Шатун в процессе работы совершает 2 вида движения – круговые, в месте соединения нижней головки с коленвалом, и возвратно-поступательные, в месте соединения верхней головки и поршня. При эксплуатации двигателя на данную деталь постоянно воздействуют высокие нагрузки.

В шатун входят следующие элементы:

• Верхняя головка (поршневая)
• Нижняя головка (кривошипная)
• Силовой стержень

Поршневая головка

Поршневой палец соединяет верхнюю головку с поршнем. Сама головка представляет собой цельную неразборную конструкцию. Палец может быть плавающим и фиксированным.

В первом случае в верхнюю головку пальца впрессовываются бронзовые или биметаллические втулки. Но это относится не ко всем двигателям. Существуют модификации, где этих втулок нет, а сам палец свободно вращается в отверстии головки шатуна благодаря зазору. Для обеспечения работоспособности подобной детали важно обеспечить смазывание поршневого пальца.

Для установки фиксированных пальцев в головке шатуна проделывается отверстие цилиндрической формы, изготовленное с очень высокой точностью. Диаметр этого отверстия меньше, чем диаметр поршневого пальца. Благодаря этому обеспечивается необходимый натяг при соединении двух деталей.

Верхняя головка шатуна имеет форму трапеции. Это позволяет увеличить опорную площадь поверхности при работе поршня и снизить разрушительное воздействие очень высоких нагрузок.

Кривошипная головка

Кривошипная головка служит для соединения шатуна и коленвала. В большинстве шатунов этот элемент разъемный, что обусловлено методом сборки двигателя. Крышка головки фиксируется на шатуне болтами, но в некоторых случаях для этих целей используют штифты или бандажное крепление.

На шатуне можно использовать лишь ту крышку, которая была установлена на заводе. Это обусловлено тем, что она имеет определенный вес и размер, и потому не может быть заменена на другую.

Разъем головки относительно расположения стержня может быть прямым (90° к оси) или косым (под определенным углом к оси). В V-образных ДВС применяется последний вид.

В нижней части шатунной головки находятся подшипники скольжения, схожие с коренными вкладышами коленчатого вала. Для их производства используется стальная лента, с внутренней стороны покрытая антифрикционным материалом, который обладает высокими противоизносными характеристиками. Данный слой работает исключительно при наличии моторного масла, в противном случае он быстро разрушается.

Для подшипников скольжения шатунов, коренных подшипников коленвала, юбок поршней, распределительных валы, втулок пальцев, в дроссельной заслонке подходит антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.

Данный материал эффективно снижает трение и износ, предотвращает заклинивание поршня в цилиндре и задир поверхностей. Он не разрушается при длительном воздействии моторного масла, предотвращает движение рывками, работает в режиме масляного голодания.

Благодаря аэрозольной упаковке с выверенными параметрами распыления нанесение покрытия не вызывает затруднений. Полимеризация материала происходит как при комнатной температуре, так и при нагреве.

Силовой стержень

Стержень шатуна имеет двутавровую форму и расширяется от верхней головки к нижней. В дизельных двигателях, в отличие от бензиновых, шатуны более прочные и массивные. В спорткарах для производства этих деталей используется алюминий, что способствует снижению массы автомобиля.

Все шатуны в двигателе должны иметь одинаковую массу. В противном случае при работе ДВС будут сильные вибрации. Это требование распространяется также на обе головки детали. Для выравнивания веса шатунов их взвешивают на очень точных весах. После этого, выбрав самый легкий шатун, подгоняют массу других деталей под него путем снятия части металла на головках детали и с бобышек на стержне.

Каждый автопроизводитель стремиться снизить затраты на производство и уменьшить вес деталей кривошипно-шатунного механизма. Но, ввиду того, что при работе шатуны испытывают высокие нагрузки, уменьшение их массы может отрицательно отразиться на прочности.

Для бензиновых серийных ДВС при массовом производстве шатунов применяется метод литья из специального чугуна. При такой технологии изготовления обеспечивается идеальный баланс между себестоимостью и прочностью детали.

Шатуны для дизельных силовых агрегатов производятся методом горячей ковки или штамповки из легированной стали, так как использование литья для таких ДВС неуместно. Прочность таких изделий гораздо выше, чем у литых, но их стоимость и производство обходится дороже.

В автомобилях с форсированными ДВС и спорткарах используются шатуны из алюминиевых и титановых сплавов. Это позволяет повысить мощность двигателя и снизить его вес. Вес таких деталей на 50 % меньше, чем у стальных и чугунных шатунов.

Болты крепления крышки шатунной головки изготавливают из высоколегированной стали. В отличие от обычной углеродистой стали предел текучести такого материала в 2-3 раза выше.

Износ деталей – основная причина выхода из строя шатуна. Ремонт верхней головки производится редко, а срок службы втулки эквивалентен ресурсу всего ДВС. Но существуют явления, при которых шатун может изогнуться или полностью разрушаться. Это происходит вследствие столкновения поршня с головкой блока, гидроудара или попадания в камеру абразивных веществ и посторонних предметов.

Подшипники нижней головки изнашиваются по причине неудовлетворительного смазывания. Об этом свидетельствует удлинение шатунных болтов, изменение цвета частей вкладышей (чернеют) и шатунной головки (становится темно-синей), замятие вкладышей. В случае, если смазывание обеспечивалось должным образом, причиной поломки служит разрушение или износ самих подшипников.

Причинами поломки шатуна может быть засорение фильтров, недостаточный уровень моторного масла и его несвоевременная замена, потеря маслом рабочих свойств, попадание в цилиндр загрязнений и абразивов. 

Ремонт шатунов возможен в следующих случаях:

• При деформации стержня

• При износе зазора в верхней головке

• При износе зазора и поверхности нижней части головки

Ремонтные работы начинаются с тщательного осмотра деталей. В первую очередь производится измерение овала и диаметра, зазоров в верхней и нижней части шатуна. Для этого используется нутрометр. При нормальных показателях замена шатуна не нужна. При деформации стержня отверстия головок непараллельны, в результате чего происходит перекос цилиндра, износ коленвала, головки шатуна, поршня и стенок цилиндра. Об этом свидетельствует повышение шумности ДВС при работе на высоких оборотах. Существует еще один способ проверки шатуна на деформацию – деталь устанавливается на проверочную плиту и раскачивается.

После осмотра можно производить ремонт. Качество работ напрямую зависит от точности специального оборудования.

Добиться нужного размера зазора нижнего шатуна позволяет снятие некоторого количества металла с поверхности крышки головки. Затем крышку следует установить на штатное место и зафиксировать при помощи болтов.

При расточке отверстия головки нужно учитывать заданный размер детали. Операция выполняется на расточном или универсальном станке. После этого выполняется хонингование.

При увеличенном зазоре под поршневой палец необходимо поменять бронзовую втулку под верхнюю головку. Новая деталь в процессе приработке примет нужный размер. Следует учитывать, что отверстия втулки и головки должны совместиться, иначе моторное масло, выходящее из поршня, не попадет на поршневой палец.

После расточки следует взвесить шатуны и подогнать их по массе. Для этой процедуры используется самая легкая деталь.

Шатунные вкладыши дополнительно следует обработать антифрикционным покрытием MODENGY Для деталей ДВС.

Возврат к списку

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение, конструкция и устройство, принцип работы, типы газораспределительных механизмов

Назначение и характеристика

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

Рисунок 1 – Типы газораспределительных механизмов, классифицированных по различным признакам

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы про большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу, передаточные детали и распределительные валы с приводом.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

На рисунке 2 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом

1, 22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень; 4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7, 8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь; 11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 – распределительный вал; 15 – шейка; 16 – кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина; 23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь; 26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак; 31 – натяжное устройство

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.

Каждый клапан состоит из головки 2 и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.

Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки 9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованным рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим – на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку. Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85 °C). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.

Принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя поочередно набегают на рычаги 11. Рычаги, поворачиваясь одним концом на сферических головках регулировочных болтов 18, другим концом воздействуют на стержни клапанов, преодолевают сопротивление пружин 7, 8 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с рычагов, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 17, а клапаны закрываются под действием пружин 7 и 8.

При работе двигателя распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Это связано с тем, что за период рабочего цикла двигателя, протекающего за два оборота коленчатого вала, впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра должны открываться по одному разу.

Нормальная работа газораспределительного механизма (ГРМ) во многом зависит от теплового зазора между кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов. Этот зазор обеспечивает плотное закрытие клапанов при их удлинении в результате нагрева во время работы. При недостаточном тепловом зазоре или его отсутствии происходит неполное закрытие клапанов, что приводит к утечке газов, быстрому обгоранию фасок головок клапанов и снижению мощности двигателя.

Привод распределительного вала

Особенностью привода распределительного вала (рисунок 3) является применение ременной передачи. Привод распределительного вала осуществляется через установленный на нем зубчатый шкив 4 ремнем 5 от зубчатого шкива 1 коленчатого вала. С помощью этого ремня также вращается зубчатый шкив 8 вала привода масляного насоса.

Рисунок 3 – Ременный привод распределительного вала

1, 4, 8 – шкивы; 2 – болты; 3 – ролик; 5 – ремень; 6 – кронштейн; 7 – пружина

Ремень – зубчатый, изготовлен из резины, армированной стекловолокном. Зубья ремня имеют трапециевидную форму. Ремень натягивается с помощью натяжного ролика 3, закрепленного на кронштейне 6. Натяжение ремня регулируют пружиной 7 на неработающем двигателе при ослабленных болтах 2 крепления кронштейна натяжного ролика. Привод распределительного вала работает без смазки и снаружи закрыт тремя пластмассовыми крышками.

Газораспределительный механизм двигателя, представленный на рисунке 4, состоит из распределительного вала 2 с двумя корпусами 1 подшипников, привода распределительного вала, толкателей 4, регулировочных шайб 3, направляющих втулок 6, клапанов 7, пружин 5 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 4 – Газораспределительный механизм (а) с верхним расположением распределительного вала и его привод (б):

1 – корпус; 2 – распределительный вал; 3 – шайба; 4 – толкатель; 5 – пружина; 6 – втулка; 7 – клапан; 8, 9, 11 – шкивы; 10 – ролик; 12 – ремень; 13 – ось

Распределительный вал чугунный, литой, пятиопорный. В задней части вала 2 находится эксцентрик для привода топливного насоса. Корпуса 1 подшипников распределительного вала отлиты из алюминиевого сплава. В них находятся верхние половины опор под шейки распределительного вала: две в переднем корпусе и три в заднем. Толкатели 4 клапанов – стальные, цилиндрические, передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны. В верхней части толкателей имеется гнездо для установки регулировочной шайбы. Регулировочные шайбы 3 – плоские, стальные, толщиной 3,00…4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Подбором толщины этих шайб регулируется тепловой зазор между шайбой и кулачком распределительного вала. Клапаны 7 (впускной, выпускной) отличаются по конструкции и изготовлены из разных сталей. Впускной клапан имеет головку большего диаметра, чем выпускной. Он выполнен из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан – составной, сварен из двух частей. Головка клапана изготавливается из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали, а стержень – из хромоникельмолибденовой стали. Направляющие втулки 6 клапанов – чугунные, запрессовываются и фиксируются стопорными кольцами в головке блока цилиндров.

Пружины 5 (наружная, внутренняя) прижимают клапан к седлу и не дают ему отрываться от толкателя. Они также исключают возникновение резонансных колебаний деталей.

Привод распределительного вала производится через установленный на нем зубчатый шкив 11 ремнем 12 от зубчатого шкива 8 коленчатого вала. Этим же ремнем вращается зубчатый шкив 9 насоса охлаждающей жидкости. Ремень – зубчатый, резиновый, армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют полукруглую форму. Ремень натягивается роликом 10, который вращается на эксцентриковой оси 13, установленной на шпильке, закрепленной в головке блока цилиндров. При повороте эксцентриковой оси относительно шпильки изменяется натяжение ремня. Привод распределительного вала работает без смазочного материала. Он закрыт двумя крышками – передней пластмассовой и задней стальной.

При вращении распределительного вала его кулачок набегает на шайбу 3 и толкатель 4. Толкатель действует на стержень клапана 7, преодолевает сопротивление пружин 5 и открывает клапан. При дальнейшем повороте кулачок сходит с толкателя, который возвращается в исходное положение под действием пружин 5, закрывающих клапан.

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

На рисунке 5 показан газораспределительный механизм двигателя с нижним расположением распределительного вала. Газораспределительный механизм верхнеклапанный, с шестеренным приводом и двумя клапанами на цилиндр.

Рисунок 5 – Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

1 – распределительный вал; 2 – клапан; 3, 20 – втулки; 4 – пружина; 5 – коромысло; 6 – ось; 7 – винт; 8 – штанга; 9 – толкатель; 10, 11, 12 – шестерни; 13 – шейка; 14 – эксцентрик; 15 – кулачок; 16 – сухарь; 17, 19 – шайбы; 18 – колпачок

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, штанги 8 толкателей, регулировочные винты 7, ось 6 коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки 3 клапанов и пружины 4 с деталями крепления.

Распределительный вал – стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстолита. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для уменьшения шума и обеспечения плавной работы. Передаточное отношение шестеренного привода – отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни – равно 1:2, т.е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сферические углубления для установки штанг. Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Работа механизма

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели 9 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Усилие от толкателей 9 через штанги 8 передается к коромыслам 5, которые, поворачиваясь на оси 6, воздействуют на стержни клапанов 2, преодолевают сопротивление пружин 4 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под действием пружин, закрывающих также клапаны.

Другие статьи по двигателю

• Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)
• Неисправности и техническое обслуживание КШМ и ГРМ
• Гидравлический толкатель клапана
• Система смазки двигателя
• Вентиляция картера двигателя
• Система охлаждения двигателя
• Техническое обслуживание системы охлаждения
• Стартер — назначение, устройство, работа
• Электронное управление двигателем
• Датчики контроля параметров работы двигателя

Назначение и типы трансмиссии автомобиля

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.

При движении автомобиля коленчатый вал двигателя развивает до 5000-6000 об/мин, а ведущие колеса при этом вращаются со скоростью не более 1300 об/мин. Следовательно, даже при благоприятных дорожных условиях колеса автомобиля вращаются в четыре с лишним раза медленнее коленчатого вала. А при неблагоприятных дорожных условиях, когда возрастает сопротивление движению машины и приходится двигаться с невысокой скоростью, это отношение возрастает. При эксплуатации автомобиля возникает необходимость изменять не только скорость движения и величину подводимого к колесам момента, но также маневрировать, останавливаться, двигаться задним ходом.
Выполнение всех этих действий становится возможным благодаря тому, что развиваемый двигателем крутящий момент подводится к ведущим колесам через механизмы, составляющие трансмиссию автомобиля.

Содержание статьи

• 1 Типы трансмиссий
  • 1.1 Задний привод
  • 1.2 Передний привод
  • 1.3 Полный привод

Существуют три основные компоновки трансмиссии: заднеприводная (или классическая), переднеприводная и полноприводная.

Задний привод

Устройство системы заднего привода

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя:

• сцепление,
• коробку передач,
• карданную передачу,
• главную передачу,
• дифференциал,
• полуоси.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить трансмиссию от двигателя и обеспечивает плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся (при движении автомобиля) угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала. Уменьшение частоты вращения механизмов трансмиссии после главной передачи приводит к увеличению крутящего момента и, соответственно, увеличивает силу тяги на колесах.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге. Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам. Дифференциалы, устанавливаемые между приводами колес ведущей оси, называют межколесными, между разными осями – межосевыми (в полноприводных трансмиссиях).

Передний привод

Устройство системы переднего привода

В автомобиле с приводом на передние колеса все агрегаты трансмиссии расположены под капотом машины и объединены в один большой узел агрегатов. Коробка передач содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:

• сцепление,
• коробку передач,
• главную передачу,
• дифференциал,
• валы привода передних колес.

Полный привод

Устройство системы полного привода

Полноприводные автомобили имеют большое разнообразие схем трансмиссий. Их можно условно разделить на три группы.

a. Полный привод, подключаемый водителем. В такой схеме трансмиссии обязательно есть раздаточная коробка, при этом на большинстве моделей нет межосевого дифференциала. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между передней и задней осями (мостами).

б. Полный привод, подключаемый автоматически. В большинстве таких трансмиссий постоянно ведущими являются передние колеса, а между осями вместо дифференциала установлена фрикционная муфта с электронным управлением или вискомуфта. Вискомуфта (вязкостная муфта) – передает крутящий момент при разных скоростях вращения частей ее корпуса за счет трения кремнийорганической жидкости между дисками. Вискомуфта может устанавливаться между осями или встраиваться в корпус дифференциала для его автоматической блокировки. Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет трения при сжатии пакета дисков.

в. Постоянный полный привод. Автомобили с такой трансмиссией обязательно имеют межосевой дифференциал.

Передачу мощности к четырем колесам используют не только для повышения проходимости (у вседорожников), но и для лучшей реализации разгонных свойств автомобиля. Оба эффекта достигаются за счет перераспределения силы тяги – на каждом колесе она получается меньше, соответственно ниже вероятность их пробуксовки.

Устройство и функция коленчатого вала · Technipedia · Motorservice

Настройки

Вернуться к поиску

Информация о продукте

Как работает коленчатый вал? Как устроен коленчатый вал? Что такое сопротивление кручению? Из какого материала делают коленчатые валы и какими свойствами они должны обладать? Эта статья дает вам ответы.

Функция коленчатого вала

Коленчатый вал преобразует силу, возникающую при сгорании в двигателе, во вращательное движение. Линейное движение поршней вверх и вниз преобразуется в крутящий момент шатуном и затем передается на маховик.

Строительство и недвижимость

Чтобы выдерживать большие нагрузки, коленчатые валы имеют закаленную поверхность и прочный сердечник. Поэтому коленчатые валы часто изготавливают из кованой стали. Непрерывный слой зерна позволяет достичь высокого сопротивления кручению. Позиции подшипников на коленчатом валу закалены, что делает их более устойчивыми к износу.

Ключевые слова :

подшипник распределительного вала , шатунный подшипник

Группа товаров :

Кривошипный механизм

видео

Структура и функция коленчатого вала (3D-анимация)

Группы продуктов на ms-motorservice.

com

Это также может вас заинтересовать

Информация по диагностике

Повреждение коленчатых валов

причины и их предотвращение

Каковы наиболее частые причины поломки коленчатого вала? Как правильно установить коленчатый вал, чтобы не повредить его? Здесь вы можете узнать, как осуществляется установка пошагово…

Только для технического персонала. Все содержимое, включая изображения и диаграммы, может быть изменено. Для назначения и замены обратитесь к текущим каталогам или системам, основанным на TecAlliance.

Использование файлов cookie и защита данных

Motorservice Group использует файлы cookie, сохраненные на вашем устройстве, для оптимизации и постоянного улучшения своих веб-сайтов, а также для статистических целей. Дополнительную информацию об использовании нами файлов cookie можно найти здесь, а также информацию о нашей публикации и уведомление о защите данных.

Нажав «ОК», вы подтверждаете, что приняли к сведению информацию о файлах cookie, заявлении о защите данных и деталях публикации. Вы также можете в любое время изменить настройки файлов cookie для этого веб-сайта.

Настройки конфиденциальности

Мы придаем большое значение прозрачной информации, касающейся всех аспектов защиты данных. Наш веб-сайт содержит подробную информацию о настройках, которые вы можете выбрать, и о том, какое влияние оказывают эти настройки. Вы можете изменить выбранные настройки в любое время. Независимо от того, какой выбор вы выберете, мы не будем делать никаких выводов о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные). Для получения информации об удалении файлов cookie обратитесь к функции справки в вашем браузере. Вы можете узнать больше в заявлении о защите данных.

Измените настройки конфиденциальности, нажав на соответствующие кнопки

• Необходимый
• Удобство
• Статистика

Необходимый

Файлы cookie, необходимые для системы, обеспечивают правильную работу веб-сайта. Без этих файлов cookie могут возникнуть сбои или сообщения об ошибках.

Этот веб-сайт будет:

• Сохранение файлов cookie, необходимых системе
• Сохранение настроек, которые вы делаете на этом веб-сайте

Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

• Сохраните ваши настройки, такие как выбор языка или баннер cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.
• Анонимно оценивайте посещения и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
• Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

Удобство

Эти файлы cookie упрощают использование веб-сайта и сохраняют настройки, например, чтобы вам не приходилось повторять их каждый раз, когда вы посещаете сайт.

Этот веб-сайт будет:

• Сохранение файлов cookie, необходимых системе
• Сохранение ваших настроек, таких как выбор языка или баннер с файлами cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.

Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

• Оценивайте посещения анонимно и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
• Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

Конечно, мы всегда будем соблюдать настройку «не отслеживать» (DNT) в вашем браузере. В этом случае файлы cookie для отслеживания не устанавливаются и функции отслеживания не загружаются.

Типы, функции и примеры — StudiousGuy

Коленчатый вал — это механическая деталь, которая используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. Это вращательное движение далее достигает маховика и создает необходимый крутящий момент, необходимый для его работы. Он соединен с поршнем с помощью шатуна. Коленчатый вал является важной частью системы передачи мощности двигателя и в основном используется для привода различных частей машины, таких как распределительный вал, вентилятор радиатора и т. д. Коленчатый вал отвечает за передачу движения на распределительный вал, который в очередь управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов двигателя. Коленчатый механизм обычно состоит из кривошипа и шатунов, прикрепленных к шатунам. Коленчатый вал вращается с высокой скоростью; следовательно, на него действует центробежная сила. Кроме того, поршень и шатун оказывают значительное воздействие на его поверхность.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал обычно изготавливается из чугуна. Обычно процесс литья используется для изготовления рамы коленчатого вала. Коленчатый вал должен быть легким и обладать высокой прочностью на растяжение, поэтому некоторые коленчатые валы также изготавливаются методом штамповки стали. Для этого стальной блок нагревают до красна. Позже эту кованую сталь выдерживают под высоким давлением, чтобы придать ей желаемую форму. Коленчатые валы также подвергаются поверхностной закалке и термообработке для повышения прочности и снижения скорости износа. Наиболее предпочтительные процессы термической обработки включают азотирование, науглероживание, хромирование и т. д. Азотированная сталь, хромованадиевая сталь, никелевая сталь, никель-хромовая сталь, никельхромованадиевая сталь или другая легированная сталь являются материалами, которые обычно предпочтительны для изготовления. коленчатый вал.

Детали коленчатого вала

Коленчатый вал состоит из восьми важных частей, как указано ниже:

1. Коренные шейки

Шейки — это часть коленчатого вала, которая удерживает его прикрепленным к блоку двигателя. Шейки коленчатого вала расположены по прямой, т. е. расположены линейно друг к другу.

2. Шатун

Шатун или шатун — это часть коленчатого вала, которая помогает шатуну оставаться прочно прикрепленным к коленчатому валу. Шатун имеет цилиндрическую форму. Основная цель шатунной шейки — передать вращающее усилие на больший конец шатуна с максимальной эффективностью.

3.

Кривошип

Кривошип также известен как перемычка или перемычка кривошипа. Шестерня кривошипа является одной из наиболее важных частей коленчатого вала. Основная цель кривошипа или щеки кривошипа — соединить коленчатый вал с коренными шейками подшипников. Перемычка кривошипа расположена напротив шейки кривошипа.

4. Груз кривошипа

Другое название веса кривошипа — балансировочный груз. Как следует из названия, он используется для балансировки коленчатого вала. Грузы кривошипа установлены на щеке кривошипа. Они имеют тенденцию прикладывать силу равной величины в противоположном направлении, чтобы нейтрализовать или уравновесить приложенную вращающую силу. Грузы кривошипа обычно улучшают стабильность системы, тем самым обеспечивая плавную работу системы при высоких оборотах в минуту (об/мин).

5. Масляный канал

Маслопровод коленчатого вала пропускает масло от коренных шеек к шатунным подшипникам для надлежащей смазки. Для смазки в шейке кривошипа просверлены отверстия. Когда шатунная шейка движется вверх, шатуны имеют тенденцию двигаться вниз, что позволяет маслу попасть между шейкой и подшипником.

6. Упорные шайбы

Упорные шайбы используются для предотвращения смещения коленчатого вала по длине. Они необходимы для сохранения зазора между двумя частями коленчатого вала и устанавливаются между шейкой и седлом коленчатого вала. Ранее в коленчатом механизме использовались упорные шайбы отдельно; однако в современных двигателях используются распределительные валы, в которых упорные шайбы встроены как часть основного подшипника.

7. Фланец крепления маховика

Коленчатый вал крепится к маховику с помощью фланцев. Диаметр коленчатого вала со стороны маховика больше, чем на другом конце, что позволяет легко устанавливать маховик на фланец.

8. Сальники 

Масло, заливаемое в отверстия, просверленные в шейке кривошипа, разливается или вытекает из обоих концов картера. Чтобы предотвратить эту утечку с торцов, используются сальники. К переднему и заднему концам шатуна прикреплены два сальника, указанные ниже:

1. Передний сальник

Передний сальник устанавливается за шкивом и распределительным механизмом. Выход из строя передних масляных уплотнений является сравнительно менее разрушительным и его легко отследить.

2. Задний сальник

Задний сальник устанавливается в коренных шейках и маховиках. Сальники удерживаются на месте с помощью крышки, плотно удерживаемой между коленчатым валом с помощью пружины, известной как стягивающая пружина. Разрушения, вызванные выходом из строя заднего сальника, труднодоступны и ремонтируемы.

Работа коленчатого вала

Передний конец коленчатого вала прикреплен к шестерне, звездочке, шкиву и гасителю вибрации. Шестерня или звездочка используются для привода распределительного вала. Шкив, прикрепленный к поверхности коленчатого вала, отвечает за приведение в действие водяного насоса, вентилятора двигателя или генератора переменного тока. Назначение гасителя вибрации, соединенного с коленчатым валом, состоит в том, чтобы ослабить ненужный поворот кривошипа и подавить вибрации в двигателе. К заднему концу коленчатого вала крепится маховик и сальник. Маховик помогает коленчатому валу постоянно вращаться с постоянной скоростью, а сальник предотвращает проливание и утечку масла. Чтобы избежать дальнейших вибраций в системе, коленчатый вал и маховик необходимо отбалансировать по отдельности. Это помогает улучшить и поддерживать исправность машины и снизить риск повреждения или отказа двигателя.

Типы коленчатого вала

1. Цельный коленчатый вал

Как следует из самого названия, цельный коленчатый вал состоит из цельного куска материала. Эти типы коленчатых валов обычно используются в многоцилиндровых двигателях и совместимы с двигателями, работающими как на умеренных, так и на высоких оборотах. Конец шатуна цельного коленчатого вала состоит из двух частей. Цельные коленчатые валы способны выдерживать нагрузки при обжиге и цилиндрические напряжения, возникающие в основном из-за перекоса коренных подшипников или из-за осевых и крутильных колебаний.

2. Сборный коленчатый вал

В сборном коленчатом вале все компоненты коленчатого вала изготавливаются и изготавливаются отдельно с помощью нескольких отдельных частей материалов. Например, шейки кривошипа, шатунные шейки и шейки обрабатываются отдельно. Затем эти детали нагревают и искусственно соединяют вместе. Поскольку подогнанные детали имеют тенденцию остывать, они уменьшаются в размерах и образуют плотное сцепление друг с другом. Большой конец шатуна составного коленчатого вала выполнен из цельного куска элемента.

3. Коленчатые валы полуфабрикатов

В коленчатых валах полуфабрикатов все части коленчатого вала не собираются вместе, вместо этого некоторые части выкованы и сконструированы как единое целое. Например, шейка коленчатого вала и общие подшипники коленчатого вала выкованы, имеют форму и полностью собраны вместе. Эти типы коленчатых валов обычно используются в дизельных двигателях, используемых в качестве главного двигателя корабля.

4. Кованые коленчатые валы

Кованые коленчатые валы производятся с помощью процесса ковки. Здесь выковывается цельный кусок или блок металла, которому придается форма коленчатого вала. Сборка частей коленчатого вала с помощью таких процессов, как сварка, не требуется. Кованые распределительные валы обычно используются для двигателей, работающих на средних оборотах, таких как генератор. Для тяжелых и громоздких двигателей, таких как двухтактный двигатель, ковочный процесс изготовления коленчатых валов не является предпочтительным. Кованые коленчатые валы сравнительно прочнее литых коленчатых валов. Для повышения прочности кованых коленчатых валов используется процесс индукционной закалки.

5. Сварные коленчатые валы

В сварных коленчатых валах все части коленчатого вала, такие как щека кривошипа, шейки и т. д., изготавливаются отдельно, а затем свариваются вместе. Сварные коленчатые валы прочнее по сравнению с другими типами коленчатых валов, но стоимость производства довольно высока, поэтому эти типы коленчатых валов не являются предпочтительными для общего применения.

 

6. Литые коленчатые валы

Литые коленчатые валы изготавливаются литьем из ковкого чугуна. Литые коленчатые валы наиболее часто используются в дизельных и бензиновых двигателях, поскольку они просты в изготовлении и дешевле других типов коленчатых валов. Литой коленчатый вал часто подвергают термической обработке для повышения его прочности на растяжение и снижения скорости износа, тем самым увеличивая срок службы двигателя.

7. Заготовки коленчатых валов

Заготовки коленчатых валов изготовлены из легированной стали 4340, которая обычно состоит из никеля, хрома, алюминия и молибдена. Заготовочные коленчатые валы выгодны тем, что они имеют наименьшее время обработки и способны передавать максимальную мощность на нагрузку. Также такие типы коленчатых валов требуют минимальной балансировки.

Примеры коленчатого вала

1. Дизельные двигатели

Коленчатый вал дизельного двигателя обычно изготавливается ковкой из легированной стали. Для этого сталь сначала нагревают до достаточно высокой температуры и формуют с помощью ковочного штампа. Дизельные двигатели обычно имеют более длинный ход, чем диаметр отверстия, поэтому коленчатые валы, используемые в дизельных двигателях, сравнительно больше. Коленчатые валы из заготовок также можно использовать для улучшения характеристик дизельного двигателя, поскольку они прочнее других типов коленчатых валов.

2. Электрические генераторы

Электрические генераторы — еще один пример машин, используемых в повседневной жизни, в которых используется коленчатый вал. Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное с помощью коленчатого вала. Вращательное движение также используется для привода маховика. Полученная мощность затем используется для перемещения генератора переменного тока по круговой траектории, что позволяет преобразовывать механическую энергию в электрическую. Генерируемая выходная энергия может храниться или использоваться для привода различных электроприборов.

3. Двигатели внутреннего сгорания

Коленчатый вал является основой работы двигателей внутреннего сгорания. Он установлен в блоке двигателя. Коленчатый вал соединен с поршнями при помощи шатунов. Основная цель коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания — преобразовать прямолинейное движение поршня во вращательное движение, тем самым обеспечивая прямую связь мощности с высокими динамическими нагрузками.

4. Ведущие распределительные валы

Одним из основных применений коленчатого вала является привод распределительного вала. Коленчатый вал используется для передачи энергии распределительному валу с помощью механизма цепной передачи или механизма ременной передачи. Механические части распределительного вала и коленчатого вала обычно используются в комбинации. Скорость системы, содержащей как распределительный вал, так и коленчатый вал, поддерживается таким образом, что распределительный вал вращается один раз за каждые два оборота коленчатого вала.

5. Передача мощности на части двигателя

Коленчатый вал в основном предназначен для передачи мощности на различные части системы двигателя, такие как синхронизация клапанов, компрессор кондиционера, топливный насос, водяной насос, генератор переменного тока и многие другие.

6. Мотоциклы

Коленчатый вал является важной частью двигателя мотоцикла. Он используется для обеспечения движущей силы, необходимой для перемещения различных частей двигателя, а также для контроля и минимизации вибраций двигателя. Коленчатый вал, используемый в мотоциклах, может быть литым или кованым. Для гоночных велосипедов коленчатый вал изготавливается из легких материалов, таких как алюминий, титан, сплав алюминия и стали и т. д. Материал, используемый для изготовления коленчатого вала мотоцикла, должен иметь плотную массу и должен превосходить по качеству уменьшить вибрации.

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 прикручивают ваш двигатель, еще одна вещь, удерживающая ваш двигатель от слишком большого движения и поддерживающая все в равновесии, — 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 вашего 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 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 для обеспечения бесперебойной работы, 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 распределительные валы 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 большие кулачки 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 делает распределительный вал? Он полностью обновляет ваш двигатель и оптимизирует производительность.

Двойные верхние распредвалы (DOHC) по сравнению с традиционными распредвалами

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, 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.

И система DOHC, и система 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.

Фактически, если ваш распределительный вал нуждается в ремонте, существует высокая вероятность того, что несколько других компонентов повреждены, и вам может потребоваться 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 передачи энергии, распределительный вал является ритмом, благодаря которому все работает, когда оно должно работать. 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 разобрать, 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 один раз. Оставаясь на половине скорости коленчатого вала, все остается в идеальном времени.

Слишком быстро или слишком медленно, и это время будет полностью нарушено, и ваш автомобиль никогда не выедет за пределы проезжей части.

Чем больше вы знаете

Если вы просто искали лучший ответ на часто задаваемый вопрос о том, что представляют собой эти детали двигателя, или вы пытаетесь лучше понять, как волшебная машина на вашей дороге работает — понимание различий между распределительным валом и коленчатым валом жизненно важно.

Оба они выполняют уникальные и важные функции для вашего двигателя, и, хотя новички часто путают их, у этих двух частей мало общего.

Теперь, когда вы хорошо разбираетесь в основах механики, взгляните на некоторые из наших других руководств, в которых подробно рассматриваются общие компоненты автомобилей.

Понравилось то, что вы здесь прочитали, или у вас есть вопросы? Оставьте комментарий ниже, мы будем рады услышать от вас!

Коленчатые валы поршневых двигателей

Коленчатый вал устанавливается параллельно продольной оси картера и обычно поддерживается коренным подшипником между каждым броском. Коренные подшипники коленчатого вала должны быть жестко закреплены в картере. Обычно это достигается с помощью поперечных ребер в картере, по одному на каждый коренной подшипник. Стенки составляют неотъемлемую часть конструкции и, помимо поддержки основных подшипников, повышают прочность всего корпуса. Картер разделен на две секции в продольной плоскости. Это разделение может быть в плоскости коленчатого вала, так что половина коренного подшипника (а иногда и подшипников распределительного вала) находится в одной части корпуса, а другая половина — в противоположной части. [Рисунок 1] Другой метод заключается в разделении картера таким образом, чтобы коренные подшипники крепились только к одной секции картера, к которой прикреплены цилиндры, тем самым обеспечивая средства снятия секции картера для осмотра, не нарушая регулировка подшипников.

Рис. 1. Типовой оппозитный двигатель в разобранном виде на компоненты в сборе

Коленчатый вал является основой поршневого двигателя. На него действует большая часть сил, развиваемых двигателем. Его основное назначение — преобразовать возвратно-поступательное движение поршня и шатуна во вращательное движение для вращения гребного винта. Коленчатый вал, как следует из названия, представляет собой вал, состоящий из одного или нескольких кривошипов, расположенных в определенных точках по его длине. Шатуны или шатуны формируются путем ковки выступов в вал перед его механической обработкой. Поскольку коленчатые валы должны быть очень прочными, их обычно выковывают из очень прочного сплава, такого как хромоникелевомолибденовая сталь.

Коленчатый вал может быть цельным или составным. На рис. 2 показаны два репрезентативных типа сплошных коленчатых валов, используемых в авиационных двигателях. Четырехрядная конструкция может использоваться как на четырехцилиндровых горизонтально-оппозитных, так и на четырехцилиндровых рядных двигателях. Шестиходовой вал используется в шестицилиндровых рядных двигателях, 12-цилиндровых двигателях V-образного типа и шестицилиндровых оппозитных двигателях. Коленчатые валы радиальных двигателей могут быть однорядными, двухрядными или четырехрядными, в зависимости от того, является ли двигатель однорядным, двухрядным или четырехрядным.

Рисунок 2. Цельные типы коленчатых валов детали — шейка, шатунная шейка и шатунная щека. Противовесы и демпферы, хотя и не являются настоящей частью коленчатого вала, обычно прикрепляются к нему для уменьшения вибрации двигателя. Рис. 3. Коленчатый вал одноходового радиального двигателя Шейка поддерживается коренным подшипником и вращается в нем. Он служит центром вращения коленчатого вала. Он имеет поверхностную закалку для уменьшения износа. Шатун — это часть, к которой крепится шатун. Он смещен от центра основных журналов и часто называется броском. Две щеки кривошипа и шатунная шейка делают бросок. Когда сила прикладывается к шатунной шейке в любом направлении, кроме параллельного или перпендикулярного к центральной линии коленчатого вала и через нее, это заставляет коленчатый вал вращаться. Внешняя поверхность закалена азотированием для повышения износостойкости и обеспечения требуемой опорной поверхности. Шатунная шейка обычно полая. Это уменьшает общий вес коленчатого вала и обеспечивает проход для передачи смазочного масла. На ранних двигателях полая шатунная шейка также служила камерой для сбора шлама, нагара и других посторонних материалов. Центробежная сила выбрасывала эти вещества за пределы камеры и не позволяла им достичь поверхности шатунного подшипника. Из-за использования беззольных масел-диспергаторов в новых двигателях больше не используются шламовые камеры. На некоторых двигателях в щеке коленчатого вала просверливается канал, через который масло из полого коленчатого вала может распыляться на стенки цилиндров. Щека кривошипа соединяет шатунную шейку с коренной шейкой. В некоторых конструкциях щека выходит за пределы шейки и несет противовес для балансировки коленчатого вала. Щека кривошипа должна иметь прочную конструкцию, чтобы обеспечить требуемую жесткость между шатунной шейкой и шейкой. Во всех случаях тип коленчатого вала и количество шатунных шеек должны соответствовать расположению цилиндров двигателя. Положение кривошипов на коленчатом валу по отношению к другим кривошипам того же вала выражается в градусах. Простейший коленчатый вал – одноходовой или 360-градусный. Этот тип используется в однорядном радиальном двигателе. Он может быть построен из одной или двух частей. При использовании этого типа коленчатого вала предусмотрены два коренных подшипника (по одному на каждом конце). Двухходовой или 180-градусный коленчатый вал используется на двухрядных радиальных двигателях. В двигателе радиального типа предусмотрен один ход на каждый ряд цилиндров. Балансировка коленчатого вала Чрезмерная вибрация в двигателе приводит не только к усталостному разрушению металлических конструкций, но и к быстрому износу движущихся частей. В некоторых случаях чрезмерная вибрация вызвана неуравновешенным коленчатым валом. Коленчатые валы сбалансированы для статической и динамической балансировки. Коленчатый вал статически уравновешен, когда вес всей сборки шатунов, щечек кривошипа и противовесов уравновешен вокруг оси вращения. При проверке на статическую уравновешенность его помещают на две кромки ножей. Если вал имеет тенденцию поворачиваться в каком-либо одном положении во время испытания, он не находится в статическом равновесии. Динамические демпферы Коленчатый вал является динамически сбалансированным, когда все силы, создаваемые вращением коленчатого вала, и импульсы мощности уравновешиваются внутри себя, так что при работе двигателя возникает небольшая вибрация или она вообще отсутствует. Для снижения вибрации до минимума во время работы двигателя на коленчатый вал встроены динамические демпферы. Динамический демпфер — это просто маятник, прикрепленный к коленчатому валу так, что он может свободно двигаться по малой дуге. Он встроен в узел противовеса. Некоторые коленчатые валы включают два или более таких узла, каждый из которых прикреплен к разной щеке кривошипа. Расстояние, которое проходит маятник, а значит, и частота его колебаний, соответствует частоте силовых импульсов двигателя. Когда возникает частота вибрации коленчатого вала, маятник колеблется не синхронно с вибрацией коленчатого вала, тем самым сводя вибрацию к минимуму. Конструкция динамического демпфера, используемого в одном двигателе, состоит из подвижного стального противовеса с прорезями, прикрепленного к щеке кривошипа. Два стальных штифта в форме катушек входят в прорезь и проходят через увеличенные отверстия в противовесе и щеке кривошипа. Разница в диаметре между штифтами и отверстиями обеспечивает эффект маятника. Аналогия работы динамического демпфера показана на рис. 4. Что такое коленчатый вал? | Как работает коленчатый вал? Что такое коленчатый вал? Коленчатый вал представляет собой вал, приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом, состоящим из ряда кривошипов и шатунов, к которым прикреплены шатуны двигателя. Это механическая часть, способная выполнять преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. Основное назначение этого шатуна — воспринимать возвратно-поступательное движение поршня и передавать его на коленчатый вал. Когда коленчатый вал приводится в движение шатуном, он преобразует это движение во вращательное и вращает маховик, который продолжает вращать колеса автомобиля. Без кривошипа поршневой двигатель не способен передавать возвратно-поступательное движение поршня на приводной вал. Проще говоря, поршневой двигатель не может привести в движение транспортное средство без коленчатого вала. Различные двигатели проходят рабочий цикл с разным числом оборотов коленчатого вала. Например, двухтактный двигатель завершает рабочий цикл после одного оборота коленчатого вала, а четырехтактный двигатель завершает рабочий цикл после завершения двух оборотов коленчатого вала. Коленчатые валы могут быть сварными, полуинтегральными или цельными. Этот компонент двигателя соединяет выходную часть двигателя с входной частью. Кривошип действует как звено, которое обеспечивает выходную мощность в виде кинетической энергии вращения – поршень соединен с центром кривошипа через шатун. Кривошип позволяет поршню вращать коленчатый вал, создавая силу для движения автомобиля. Как работает коленчатый вал ? По сути, коленчатый вал выполняет простую задачу: переводит прямолинейное движение поршней во вращение. Он выполняет ту же работу, что и шатун велосипеда, который более или менее превращает движение ног вверх и вниз во вращение. Хотя принцип прост, когда речь идет о высокопроизводительных двигателях, возникает множество сложностей. Сгорание топлива выбрасывает поршень прямо через цилиндр, работа коленчатого вала заключается в преобразовании этого линейного движения во вращение — в основном путем раскачивания поршня вперед и назад в цилиндре. Терминология коленчатого вала довольно специфична, поэтому начнем с наименования нескольких деталей. Шейка – это часть вала, которая вращается в подшипнике. Как видно выше, на коленчатом валу есть два типа шеек — коренные шейки образуют ось вращения коленчатого вала, а шатунные шейки крепятся к концам шатунов, которые подходят к поршням. Для дополнительной путаницы шатунные шейки обозначаются аббревиатурой шатунные шейки, а также обычно называются кривошипными шейками или шатунными шейками. Шатунные шейки соединены с основными шейками перемычками. Расстояние между центром шейки коренного подшипника и центром шейки коленчатого вала называется радиусом кривошипа, также известным как ход кривошипа. Это измерение определяет диапазон хода поршня при вращении коленчатого вала — это расстояние сверху вниз называется ходом. Ход поршня в два раза больше радиуса кривошипа. Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера и заканчивается фланцем маховика. Этот прецизионно обработанный фланец крепится болтами к маховику, большая масса которого помогает сгладить пульсацию поршней в разное время. Маховик передает вращение на колеса через коробку передач и главную передачу. В автоматической коробке передач коленчатый вал крепится болтами к зубчатому венцу, который несет гидротрансформатор и передает привод на автоматическую коробку передач. По сути, это мощность двигателя, а энергия направляется туда, где она нужна: на гребные винты лодок и самолетов, на индукционные катушки генераторов и на опорные колеса транспортного средства. Передний конец коленчатого вала, иногда называемый носовой частью, представляет собой вал, выходящий за пределы картера. Этот вал соединяется с шестерней, которая приводит в движение клапанный механизм через зубчатый ремень или цепь [или наборы шестерен в высокотехнологичных приложениях], и шкив, который использует приводной ремень для питания таких аксессуаров, как генератор переменного тока и водяной насос. Parts of Crankshaft Following are the main parts of the crankshaft with its diagram: Crankpin Main journals Crank web Counterweights Thrust washers Oil passage and oil seals Flywheel монтажный фланец 1. Шатун Шатун является механической частью двигателя. Это позволяет очень прочно прикрепить шатун к коленчатому валу. Поверхность шатунной шейки имеет цилиндрическую форму для передачи крутящего момента на большой конец шатуна. Они также известны как шатунные подшипники. 2. Основные шейки Журналы крепятся к блоку цилиндров. Эти подшипники удерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение в блоке цилиндров. Этот подшипник представляет собой, например, подшипник скольжения или опорный подшипник. Коренные подшипники различаются от двигателя к двигателю, часто в зависимости от сил, прилагаемых двигателем. 3. Шестерня кривошипа Шестерня кривошипа является наиболее важной частью коленчатого вала. Перемычка кривошипа соединяет коленчатый вал с шейками коренных подшипников. 4. Противовесы Противовесы представляют собой тип груза, который прикладывает противодействующую силу, которая обеспечивает баланс и устойчивость коленчатого вала. Они монтируются на шатуне. Причина добавления противовесов к коленчатому валу заключается в том, что они могут устранить реакцию, вызванную вращением. И очень полезно получить более высокие обороты и поддерживать легкую работу двигателя. 5. Упорные шайбы В некоторых точках предусмотрены две или более упорных шайб для предотвращения продольного перемещения коленчатого вала. Эти упорные шайбы устанавливаются между обработанными поверхностями в перемычке и седле коленчатого вала. С помощью упорных шайб можно легко поддерживать зазор и способствует уменьшению бокового смещения коленчатого вала. Во многих двигателях они сделаны как часть коренных подшипников, обычно в более старых типах используются отдельные шайбы. 6. Масляный канал и сальники Масляный канал коленчатого вала пропускает масло от коренных шеек к большим концевым шейкам. Обычно отверстие просверливают в шейке кривошипа. Когда шатунная шейка находится в верхнем положении и силы сгорания толкают шатун вниз, масло может проникать между шейкой и подшипником. Коленчатый вал немного выступает за картер с обоих концов. Это приведет к утечке масла с этих концов. Для предотвращения попадания масла в эти отверстия предусмотрены сальники. На переднем и заднем концах соединены два основных масляных уплотнения. Передние сальники: Очень похожи на задние сальники. Однако их отказ менее деструктивен и более доступен. Передний сальник устанавливается за шкивом и распределительным механизмом. Задние сальники: Устанавливаются в коренных шейках и маховиках. Он вставляется в отверстие между блоком двигателя и масляным поддоном. Масляное уплотнение имеет формованную кромку, которая плотно удерживается в коленчатом валу пружиной, называемой стягивающей пружиной. 7. Фланец крепления маховика В большинстве случаев коленчатый вал крепится к маховику через фланцы. Диаметр конца колеса коленчатого вала больше, чем другой конец. Это дает поверхность фланца для установки маховика. Конструкция коленчатого вала Для изготовления коленчатого вала использовались следующие материалы: Чугун Углеродистая сталь Ванадиевая микролегированная сталь Кованая сталь Кривошип может быть собран из разных частей или выполнен цельным (монолитным). Монолитная версия — самая популярная рукоятка во всем мире. Однако некоторые большие и малые двигатели внутреннего сгорания имеют сборные коленчатые валы. Эти валы также могут быть отлиты из ковкого чугуна, модульной или ковкой стали. Сварные узлы отлиты из стали. Этот недорогой метод подходит для недорогих серийных двигателей с приемлемыми нагрузками. Процесс ковки имеет отличную прочность. Следовательно, ковка известна как предпочтительный метод изготовления коленчатых валов. Что такое Датчики коленчатого вала ? Датчик положения коленчатого вала крепится к блоку двигателя, обращенному к синхронизирующему ротору на коленчатом валу двигателя. Датчик обнаруживает сигналы, используемые ЭБУ двигателя для расчета положения коленчатого вала и скорости вращения двигателя. Датчик коленчатого вала представляет собой электронное устройство, используемое в двигателе внутреннего сгорания, как бензиновом, так и дизельном, для контроля положения или скорости коленчатого вала. Эта информация используется системами управления двигателем для контроля времени впрыска топлива или зажигания, а также других параметров двигателя. До того, как появились электронные датчики коленвала, распределитель на бензиновых двигателях приходилось вручную устанавливать на метку синхронизации. Датчик коленчатого вала можно использовать в сочетании с аналогичным датчиком положения распределительного вала для контроля соотношения между поршнями и клапанами в двигателе, что особенно важно в двигателях с регулируемой фазой газораспределения. Этот метод также используется для «синхронизации» четырехтактного двигателя при запуске, чтобы система управления знала, когда впрыскивать топливо. Он также широко используется в качестве основного источника для измерения скорости вращения двигателя в оборотах в минуту. Типы датчиков положения коленчатого вала Существует 2 типа датчиков положения коленчатого вала. MPU, тип MRE, тип MPU, тип 34 зубца, расположенные через каждые 10° угла поворота коленчатого вала (CA), плюс два отсутствующих зубца для определения верхней мертвой точки (ВМТ) расположены по внешнему диаметру синхронизирующий ротор. Таким образом, датчик выдает 34 волны переменного тока на каждый оборот коленчатого вала. Эти волны переменного тока преобразуются в прямоугольные сигналы схемой формирования формы сигнала в ЭБУ двигателя и используются для расчета положения коленчатого вала, ВМТ и частоты вращения двигателя. MRE типа Из-за вращения ротора таймера направление магнитного поля (магнитного вектора), излучаемого магнитом датчика, изменяется в соответствии с положением зубца обнаружения в течение времени, когда зубец обнаружения прикреплен к Ротор таймера приближается к датчику положения распределительного вала, а затем удаляется от датчика положения распределительного вала. В результате значение сопротивления MRE также изменяется. Напряжение от ЭБУ двигателя подается на датчик положения распределительного вала, и изменение значения сопротивления MRE выводится как изменение напряжения. Выходные сигналы двух MRE дифференциально усиливаются и преобразуются в прямоугольную форму с помощью схемы усиления/формирования сигнала внутри датчика. Затем выходные данные MRE отправляются в блок управления двигателем. Примеры Другой тип датчика кривошипа используется на велосипедах для контроля положения кривошипа, обычно для считывания частоты педалирования велокомпьютера. Обычно это герконы, установленные на раме велосипеда с соответствующим магнитом, прикрепленным к одному из шатунов педали. Обычные симптомы сбоя датчика коленчатого вала Проверка двигателя. Общие причины отказа Со временем любой датчик выходит из строя из-за несчастных случаев, проблем с питанием или естественного износа. Из-за отказа датчика положения коленчатого или распределительного вала двигатель может заглохнуть, заглохнуть во время движения или отказаться запускаться. Неисправный датчик может привести к катастрофическому отказу двигателя. Часто задаваемые вопросы. Что такое коленчатый вал? Коленчатый вал представляет собой вал, приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом, состоящим из ряда кривошипов и шатунов, к которым прикреплены шатуны двигателя. Это механическая часть, способная выполнять преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. H работа коленчатого вала По сути, коленчатый вал выполняет простую задачу:  перевести прямолинейное движение поршней во вращение . Он выполняет ту же работу, что и шатун велосипеда, который более или менее превращает движение ног вверх и вниз во вращение. Что такое датчик коленчатого вала? Датчик коленчатого вала — это электронное устройство, используемое в двигателе внутреннего сгорания, как бензиновом, так и дизельном, для контроля положения или скорости вращения коленчатого вала. Эта информация используется системами управления двигателем для управления впрыском топлива или синхронизацией системы зажигания и другими параметрами двигателя. Что такое обработка коленчатого вала? | Обработка коленчатого вала | Метод обработки коленчатого вала Важный момент Что такое обработка коленчатого вала? Компания Nicol & Andrew Group занимается механической обработкой коленчатых валов на месте, даже очень больших диаметром более 1 М, с 1950 года. Фактически, тогда мы изобрели и запатентовали системы обработки Orbitool. Наша служба обработки и ремонта коленчатых валов использует новейшие технологии орбитальной обработки, разработанные за последние 60 лет. Наши специалисты по ремонту шатунных и коренных шеек должны быть хорошо обучены для работы на месте. Это обучение занимает много лет, и их высший уровень мастерства, откровенно говоря, поразителен. Так и должно быть, потому что при обработке коленчатого вала на месте нет права на ошибку. У нас есть очень компетентный руководитель и команда техников, которым нравится заниматься ремонтом коленчатого вала, шатунной шейки и коренных подшипников как на суше, так и на морских судах. У нас также есть обученные морские инженеры, способные выезжать на морские платформы в любую точку мира. Коленчатые валы являются неотъемлемой частью системы передачи мощности. В котором возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное с помощью шатуна. Коленчатый вал состоит из шатунных шеек, шатунов, шатунов или щек, балансировочного груза и коренных шеек. Большие концы шатунов крепятся к шатунным шейкам коленчатых валов. Во время хода межцентровое расстояние между шатунной шейкой и коленчатым валом составляет половину смещения поршня. Таким образом, один полный оборот коленчатых валов совершает двухтактный ход поршня. Также прочтите: Что такое турбокомпрессор? | Типы турбокомпрессора | Работа турбокомпрессора Обработка коленчатого вала: Изготовление коленчатого вала не является простым делом; Много ловушек ждет смелого новичка, пытающегося построить собственный коленчатый вал, и есть причины, по которым так мало уважаемых производителей гоночных коленчатых валов. Общая тенденция пытаться уменьшить трение в двигателе означает, что современная практика проектирования часто направлена ​​на уменьшение диаметра подшипника. Это означает, что при строительстве необходимо уделять больше внимания, особенно термической обработке, чтобы избежать серьезной деформации. Производственное напряжение, при котором поверхности, как правило, подвергаются напряжению из-за простого действия механической обработки, означает, что термическая обработка может привести к деформации там, где она чрезмерна. Традиционный метод черновой обработки коленчатого вала заключался в точении каждой шатунной шейки на большой прочной оправке с шатунной шейкой в ​​центре и центральной осью коленчатого вала, смещающей половину хода кривошипа. Затраченные силы были значительны, а обработка отнимала много времени. Появление современных пластин для обработки улучшило ситуацию, но этот тип инструмента не прощает прерывистого резания, которое часто возникает при эксцентричном точении. Что значительно улучшило обработку шатунных шеек, так это современные обрабатывающие центры, где кривошипы могут изготавливаться на токарных станках с фрезерными приспособлениями или на фрезерных станках, оснащенных четвертой осью. В этих условиях штифты изготавливаются фрезой, которая следует за движением штифта, в то время как заготовка коленчатого вала медленно вращается. Мало того, что силы обработки меньше, но они также имеют другие преимущества. Черновая обработка выполняется быстро, а управление стружкой значительно улучшено. Полученный таким образом коленчатый вал с меньшей вероятностью будет поврежден деформацией при термической обработке. Читайте также: Что такое центробежный нагнетатель? | Центробежные нагнетатели | Работа центробежного нагнетателя | Основные детали центробежного нагнетателя Метод обработки коленчатого вала: Современные методы обработки также повысили точность изготовления и сократили объем ручной обработки оборудования. Особенностями, ранее требовавшими тщательной ручной обработки, были кромки скосов между шатунными шейками и коренными подшипниками, а также смазочные отверстия. Оба типа элементов в настоящее время обычно устраняются методами обработки с ЧПУ, а поверхности кривошипно-скошенных элементов больше не ограничиваются изогнутыми поверхностями, определяемыми эксцентричной обработкой на токарном станке. Постоянство обработки смазочных отверстий очень важно, так как эти характеристики часто являются слабым местом коленчатого вала с точки зрения усталости, и вполне вероятно, что неправильная подготовка смазочных отверстий или даже забывание подготовить отверстие в остальном оптимальный коленчатый вал непригоден для использования. Если кромки масляной стружки обрабатываются, не должно быть никаких оправданий несоответствию формы и поверхности до азотирования. Использование 3D-обработанных поверхностей, любезно предоставленных современными процессами обработки с ЧПУ, открывает двери для более сложных форм и для конструктора коленчатых валов для проектирования легких коленчатых валов, которые, при некотором учете в процессе проектирования и анализа, могут быть более прочными. Хотя производство гоночных коленчатых валов всегда сложно и требует много времени, специализированные производители могут инвестировать в новое оборудование. Возможно, наиболее впечатляющим оборудованием для производства коленчатых валов является оборудование, используемое для производства коленчатых валов, где время, необходимое для всей операции обработки, измеряется секундами, а не десятками часов. Также прочтите: Молоток и его применение | Части молота | 51 Типы молотков Инструменты, используемые для обработки коленчатых валов: Как единственный производитель, Hegenscheidt-MFD предоставляет своим клиентам станки и инструменты, используемые для обработки коленчатых валов, из одних рук. Наши специалисты по проектированию, продажам и обслуживанию будут работать со специализированными отделами вашей компании над инновационными и оптимальными процессами обработки для коренных подшипников и подшипников скольжения, а также поверхностей качения на фланцевых подшипниках. Область применения:-  Планирование процесса глубокой и чистовой прокатки, Проектирование и разработка собственного оборудования, Производство собственного оборудования, 100% контроль качества, Обучение персонала подготовке оборудования, Оптимизация процесса для увеличения срока службы оборудования, Наш собственный испытательный полигон для пробной обработки коленчатых валов. Наши собственные автономные испытания на колебания для определения усталостной прочности компонента. Краткий обзор преимуществ:-  Обширный пакет услуг от технической поддержки станка до услуг, предоставляемых инструменту – все от компетентного источника, обеспечивающего максимальную надежность процесса, Обширный опыт в проектировании процессов, систематизации и разработке оборудования системы для оптимального сохранения ресурсов при производстве коленчатых валов, низкие затраты на вход. Читайте также: Что такое главный цилиндр? | Типы главных цилиндров | Принцип работы главных цилиндров | Детали главных цилиндров Детали обработки коленчатого вала: #1. Шатун Шатун — это механическая часть двигателя, которая позволяет очень прочно прикрепить шатун к коленчатому валу. Поверхность шатунной шейки имеет цилиндрическую форму, которая передает вращательные усилия на большие концы шатунов. Они также известны как шейки шатунов. №2. Упорные шайбы В некоторых точках предусмотрены две или более упорных шайб для предотвращения увеличения длины коленчатого вала. Эти упорные шайбы установлены в перемычке между обработанными поверхностями и седлом коленчатого вала. С помощью упорных шайб можно легко поддерживать зазор и помогает уменьшить боковое перемещение коленчатого вала. Во многих двигателях они встроены в коренные подшипники, обычно старого типа, с отдельными шайбами. №3. Основные журналы Журналы крепятся к блокам цилиндров. Эти подшипники удерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение внутри блока цилиндров. Этот подшипник похож на подшипник скольжения или опорный подшипник. Коренной подшипник варьируется от двигателя к двигателю, часто в зависимости от сил, прилагаемых двигателем. №4. Шестерня кривошипа Шестерня кривошипа является неотъемлемой частью коленчатого вала. Щетка кривошипа соединяет коленчатый вал с магазинами коренных подшипников. #5. Масляный канал и сальники Маслопровод коленчатого вала направляет масло из магазинов коренных подшипников в концевые магазины большего размера. Обычно отверстия просверливаются на шейке кривошипа. Когда шатунные шейки находятся в верхнем положении и силы сгорания толкают шатун вниз, это позволяет маслу попасть между шейкой и подшипником. На обоих концах коленчатого вала есть выступы за пределы картера. Это приводит к утечке масла с этих концов. Поэтому для предотвращения вытекания масла из этих пор предусмотрены сальники. На переднем и заднем концах соединены два основных масляных уплотнения. Передние сальники:- Очень похожи на задние сальники. Однако его сбои менее разрушительны, и он более доступен. Передние сальники будут установлены за шкивом и распределительным механизмом. Задние масляные уплотнения:- Они размещены внутри коренных шеек и маховиков. Он вставляется в отверстие между блоком двигателя и масляным поддоном. Сальники имеют фигурную кромку, которая плотно прилегает к коленчатому валу пружиной, называемой стягивающей пружиной. #6. Фланец крепления маховика В большинстве случаев коленчатый вал крепится к маховику с помощью фланцев. Диаметр конца колеса коленчатого вала больше, чем другой конец. Это дает фланец для крепления маховика. №7. Противовес Противовес — это тип груза, который прикладывает противоположную силу, что обеспечивает баланс и устойчивость коленчатого вала. Эти рукоятки монтируются на паутине. Причина установки противовесов в коленчатые валы заключается в том, что они могут устранить обратную связь, вызванную вращением. И это очень помогает в достижении высоких оборотов и обеспечивает плавную работу двигателя. Читайте также: Что такое тормозная система? | Типы тормозной системы | Детали тормозной системы Типы обработки коленчатых валов: #1. Полностью собранный вал Этот тип коленчатого вала изготавливается путем соединения частей вместе. При этом после производственного процесса все компоненты усаживаются и подгоняются. Этот тип коленчатого вала используется в старых двигателях. Он состоит из отдельной шейки кривошипа, шатунной шейки и коренной шейки. Эта шатунная шейка и шейка выточены и просверлены в шейке шатуна. Они немного меньше в диаметре. Щетки кривошипа были нагреты и вставлены в шатунную шейку и отверстие в шейке, которые увеличились в размерах из-за тепла. По мере того как кривошип охлаждается, диаметр отверстия будет пытаться уменьшиться до своего первоначального размера. №2. Кованый коленчатый вал Они намного прочнее литых. Кованые кривошипы обычно используются в двигателях высокого напряжения и некоторых 16-клапанных двигателях. Они устроены совершенно по-разному. Набор штампов сформирован для приблизительного размера кривошипа. Они находятся в большом гидравлическом прессе с усилием смыкания в несколько тонн. Когда матрица закрывается, металлы очень плотно прижимаются. Этот тип коленчатого вала прочнее и долговечнее. Кованые коленчатые валы реагируют на термообработку и, таким образом, обеспечивают лучшую стабильность размеров. №3. Сварной вал Эти сварные валы изготавливаются путем соединения шейки кривошипа, шатунной шейки и основных магазинов с обеих сторон. Они выкованы, а затем сварены вместе в процессе дуговой сварки под флюсом. После сварки магазины были сняты с натяжения и подвергнуты механической обработке. Полотно можно сделать тоньше за счет непрерывного потока зерна. Это может привести к короткому коленвалу. Сварной коленчатый вал позволяет значительно снизить вес. Ширина и толщина полотна уменьшаются. Таким образом, обеспечивается большая длина подшипника. №4. Цельный цельный вал Этот тип коленчатого вала изготавливается в виде цельного вала методом ковки или литья. Они используются как в тихоходных двигателях, так и в высокооборотных двигателях. Он состоит из нескольких частей и разливается вместе с цельными фланцами на болтах. Он предназначен для восприятия нагрузок при стрельбе и циклических нагрузках. Коленчатый вал подвергается нагрузке из-за перекоса коренных подшипников, крутильных и осевых колебаний. №5. Литой коленчатый вал Этот тип коленчатого вала используется уже давно. Обычно встречается в различных дизельных и бензиновых двигателях. Как правило, они изготавливаются из ковкого чугуна методом литья. Они очень дешевы в производстве и хорошо работают, поэтому они являются обычным выбором для производителей. Литые коленчатые валы выдерживают нагрузки со всех направлений, поскольку структура металлических зерен однородна и случайна. #6. Заготовка коленчатого вала Заготовка кривошипов может быть лучшим типом кривошипов в вашем двигателе. Для изготовления таких кривошипов обычно используются стали. Он содержит никель, хром, алюминий, молибден и другие элементы. Заготовочные кривошипы известны благодаря кратчайшему времени обработки коленчатых валов. Они требуют минимального баланса из-за схожего дизайна материала. №7. Полусоставной вал Этот тип коленчатого вала не изготавливается путем сборки различных частей, чем полностью сформированный вал. Шатуны полностью кованые и усаживаются в обычные подшипники. Шатунная шейка дополнительно подвергается механической обработке, чтобы обеспечить гладкую поверхность. Преимущество использования этого метода термоусадочной посадки состоит в том, что две шейки и шатунные шейки могут быть изготовлены из одной и той же поковки. Кривошипные полотна уменьшены в толщине. В шатунной шейке просверлены отверстия, что снижает вес без ущерба для прочности. Полусобранный коленчатый вал легче, чем полностью собранный коленчатый вал. Коленчатый вал способен выдерживать высокие нагрузки и, следовательно, может выдерживать большие нагрузки на сдвиг и изгиб. Эти типы также встречаются в некоторых высокоскоростных двигателях. Также прочтите: Что такое поворотный кулак? | Типы поворотных осей | Что такое передний мост? | Классификация оси Конструкция обработки коленчатого вала: Внутри коленчатого вала находятся коренные подшипники, также известные как коренные шейки. Коленчатый вал опирается на коренные подшипники на коренные магазины. Сбалансированная нагрузка предусмотрена на противоположной стороне кривошипа для балансировки. Коленчатый вал обычно изготавливается из легированной стали методом литья или ковки, обрабатывается и шлифуется, чтобы получить подходящую шейку для шатуна и коренного подшипника. Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать толчки поршня во время рабочего хода без чрезмерной деформации. Кроме того, его необходимо тщательно отбалансировать, чтобы исключить чрезмерную вибрацию, возникающую из-за веса смещенного кривошипа. В коленчатом валу просверлены масляные каналы, по которым масло может течь от коренного подшипника к шатунному подшипнику. Также прочтите: Что такое плоскогубцы? | 34 Типы плоскогубцев Неисправности при обработке коленчатого вала: Проблемы с коленчатым валом возникают редко. Это происходит, когда двигатель находится в экстремальных условиях. Детали двигателя прочные и надежные. Но они включают в себя несколько основных недостатков: #1. Warne Journals Обычно это происходит при недостаточном давлении масла. Если шейка коленчатого вала соприкасается с поверхностями подшипников, зазор постепенно увеличивается, что снижает давление масла. Если об этом не позаботиться, изношенные шейки могут вызвать серьезные проблемы с двигателем. Это разрушает подшипники и наносит серьезный ущерб двигателю. №2. Усталость Это когда постоянное усилие на коленчатый вал приводит к поломке. Эта проблема обычно возникает на скруглениях, где участвуют журнал и перемычка. Гладкая поверхность галтели необходима, чтобы избежать слабых мест, вызывающих усталостные трещины. Трещины можно проверить с помощью флюса Magnas на коленчатых валах. Читайте также: Что такое строгальный станок? | Строгальный станок | Тип строгального станка | Принцип работы строгального станка | Основные части строгального станка Применение обработки коленчатого вала: Коленчатые валы обычно используются в двигателях для преобразования возвратно-поступательного движения в круговое, что значительно упрощает использование энергии или мощности. Обработка коленчатых валов на самом деле является сердцем двигателя внутреннего сгорания. Обработка коленчатого вала отвечает за правильную работу двигателя. В некоторых случаях это также экономит энергию для перемещения поршней во время тактов сжатия, всасывания и выпуска.