Конструкция коленвала: Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

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

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

Устройство коленчатого вала

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

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

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

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

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

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

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

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

Принцип действия коленчатого вала

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

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

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

Процесс смазки коленчатого вала

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

Устройство коленвала | AUTO-GL.ru

Коленчатый вал — ключевой узел кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания. Благодаря коленвалу возвратно-поступательные движения поршней преобразуются в механическое вращение. Суть коленвала — это кривошип, который совершает вращательные движения вокруг одной неподвижной оси. Удвоенный радиус кривошипа равен длине хода поршня. Шатунные шейки расположены под такими углами, что цилиндры работают попарно, но немного опережают друг друга. По такому принципу устроен коленчатый вал.

Кривошипно-шатунный механизм

Изготавливают коленвалы из высокопрочных сталей или чугуна методом литья, ковки, механической обработки. По причине высокой степени сжатия к коленвалу дизельного двигателя предъявляют более высокие требования по прочности. В остальном коленвал дизеля по строению не отличается от вала бензинового двигателя. Коленчатый вал из стали, особенно выточенный на станке, имеет высокую стоимость, поэтому чугунные коленвалы получили более широкое распространение.

Изготовление коленвала из стали на токарно-фрейзерном станке

Коленчатый вал состоит из плоских проточенных пластин с противовесами (так называемых «щек»), которые соединены между собой «шейками». Противовесы необходимы, чтобы гасить возвратно-поступательные движения поршней и стабилизировать вращение вала.

На некоторых современных двигателях для дополнительной стабилизации применяются балансирные валы со смещенным центром тяжести и приводом от коленчатого вала. Они вращаются в разные стороны, помогая уравновешивать движения поршней.

Кривошипно-шатунный механизм с дополнительным блоком балансиров

В V-образных и W-образных двигателях шатуны из противоположных цилиндров давят на соединенные между собой шейки. Это позволяет обеспечить более равномерную работу двигателя, уменьшить его габариты. В рядных двигателях каждый шатун закреплен на отдельной шейке с балансирами.

Кривошипно-шатунный механизм рядного четырехцилиндрового двигателя со стандартными шейками и балансирамиКоленчатый вал двигателя V6 c раздвоенной смежной шатунной шейкой

Шейки коленвала имеют цилиндрическую форму с шлифованной поверхностью. По оси вала располагаются коренные шейки, по оси шатунов — «шатунные шейки». Трущиеся пары коленвала, как правило, устанавливаются на подшипниках скольжения. Для предотвращения продольных смещений вала предусмотрены опорные подшипники, их также называют полукольца коленвала.

Коленчатый вал расположен в блоке цилиндров в ответных посадочных местах «постели коленвала». На коленчатом валу расположен хвостовик для крепежа звездочки привода ГРМ, шкива генератора и водяной помпы. На обратной части вала закреплен фланец для крепежа маховика. Во фланце устанавливается подшипник качения, в него заходит первичный вал КПП. Внутри коленчатых валов расположены каналы для принудительной смазки вкладышей шеек, шатунов и цилиндропоршневой группы. Конструктивное исполнение коленчатых валов зависит от компоновки цилиндров, их количества. На коленвал могут устанавливаться ведущие шестерни для различного оборудования, например, маслонасоса.

Устройство коленвала

Содержание статьи

Неисправности коленчатых валов

Рассмотрим типичные неисправности коленчатых валов:

течи сальников коленчатого вала;
«масляное голодание» рабочих поверхностей;
механические повреждения коленчатых валов;
естественный физический износ;
ненормальный повышенный физический износ.

Как правило, первое, с чем сталкиваются автомобилисты, — это течь масла из-под резиновых уплотнений (сальников коленвала). Это широко распространенная проблема на двигателях с пробегом. Подтекающий сальник требует замены. В некоторых случаях замена масла на более вязкое поможет остановить течь на какое-то время.

Сальник коленвала требующий замены

Для коленчатых валов, как и для других деталей двигателя, наиболее опасно «масляное голодание». Причиной может быть поломка маслонасоса, забитый канал подачи масла, низкий уровень масла в двигателе. Это приводит к повышенному трению подшипников, нагреванию элементов. Дальнейшая эксплуатация двигателя в таком режиме приведет к его перегреву, полному заклиниванию и к капитальному ремонту. «Клин» на ходу может привести к критическим повреждениям вала или других узлов двигателя.

Вода и топливо попадая в масло меняют его хим. состав и степень вязкости. Причиной может быть значительный износ цилиндропоршневой группы, нарушенная структура прокладок, микротрещины в блоке двигателя или ГБЦ.

Повреждения шейки шатуна по причине отсутствия смазки

Со временем шейки и подшипники подвергаются износу, увеличивается допустимый зазор, появляется люфт коленвала, это приводит к возрастанию вибраций, двигатель начинает «стучать». Характерный стук двигателя — критичный сигнал. При его появлении необходимо прекратить движение и срочно обратиться в автосервис. Если коленчатый вал разбалансирован или смонтирован неправильно, может возникнуть повышенный ненормальный износ контактных поверхностей.

Ремонт коленвала

Ремонт или замена коленчатого вала — процесс трудоемкий. Как правило, он требует практически полной разборки двигателя, осмотра и дефектовки всех его узлов и механизмов. Коленчатый вал снимают и измеряют осевые биения. В случае допустимой выработки поверхности шеек и шатунов коленчатого вала пришлифовывают под ремонтные размеры подшипников. Постель с выработкой тоже подлежит механической обработке с «одной установкой» на специальном станке. Расточка коленвала позволяет установить вкладыш следующего ремонтного размера.

Проточка постели коленчатого валаШлифовка коленчатого вала

Размеры шеек имеют ремонтные допуски. Простая шлифовка коленвала не поможет в случае, если износ или повреждения слишком сильные. Коленчатый вал — деталь недешевая, а если речь идет, например, о крупногабаритной сельхозтехнике, сумма будет внушительной. Даже сильно изношенные поверхности трения можно восстановить. Толщина выработки компенсируется с помощью наплавки электросваркой под флюсом, плазменного напыления твердых сплавов, газотермичекого напыления и др. Затем коленвал шлифуется, «доводится» до необходимых ремонтных размеров. Это технологически сложный процесс, его лучше доверить специалистам.

Автоматизированное газо-термическое напыление шеек и балансиров коленчатого вала

Качественно выполненное восстановление и шлифовка коленвала может обеспечить 100% ресурса его работы. Следует учитывать, что с увеличением ремонтного размера коленчатый вал может сместиться со своего заводского посадочного места. Потребуется точная установка коленвала с подборкой вкладышей. Коленвал с критическими повреждениями или осевым искривлением придется поменять.

Как проверить коленвал? Опытные автомобилисты могут определить характерный стук коленчатого вала на слух, используя медицинский стетоскоп. При плановых ТО можно снять поддон, визуально осмотреть коленчатый вал на предмет трещин и сколов и с помощью щупа выполнить контроль зазоров между полукольцами.

Замер осевых смещений коленвала с помощью щупаКомплект измерительных стальных пластин щупов

Повышенное содержание металлической стружки в фильтре и поддоне указывает на износ пар трения. В таких случаях нужно срочно найти причину образования такой стружки.

Диаметр шеек коленвала можно измерить обычным микрометром. Параметры разбалансировки, биений и осевых люфтов коленчатых валов определяют с помощью специальных индикаторов. Для этого нужно либо разместить вал на специальный стенд или станок, либо установить индикатор с магнитным штативом на блок двигателя. Замер выполняется при вращении.

Стенд с установленным индикатором часового типа для замера биений коленчатого валаИндикатор часового типа, установленный на блок двигателя

Для определения зазора между шейками коленчатого вала и подшипниками применяют калиброванную пластиковую проволоку и бумажный шаблон со специальной шкалой. Способ довольно прост и доступен. Кусочек проволоки устанавливают на обезжиренную поверхность шейки коленчатого вала. Для ее фиксации можно применить небольшое количество густой смазки. Затем шейка накрывается подшипником и крышкой. Крышки обтягиваются, проволока внутри раздавливается на плоскости шейки (резьбовые соединения нужно затягивать динамометрическим ключом). Болты раскручивают и снимают крышку. Далее остается измерить ширину расплющенной полоски шаблоном. Значение будет соответствовать достаточно точному значению зазора.

Измерение зазоров между шейкой и подшипником с помощью калиброванной проволоки и шаблона

Замена коленвала

Итак, как снять коленвал? Для этого потребуется полная разборка двигателя.

Для замены необходимо:

стандартный набор инструментов;
динамометрический ключ;
фиксатор коленвала MR 1-233.

Снятие коленвала возможно выполнить после демонтажа двигателя и установки его на ремонтный стенд, узлов ГРМ, оборудования двигателя, ГБЦ, шатунов и поршней.

Схема сборки и установки в блок двигателя коленчатого вала Skoda OCTAVIA TDI 1996-2002 г.в 1,9,1315,17 — болты крепежные, 3 — фланец, передний прижимной, 4 — вкладыш подшипника, 5 — звездочка цепной передачи, 6 — коленчатый вал, 7 — вкладыш подшипника, 8 — полукольца коленвала, 10 — крышка подшипника, 11 — установочный штифт, 12 — колесо датчика, 2 — уплотнительное кольцо (сальник), 14 — маховик и ведущий диск, 16 — промежуточная пластина, 18 — уплотнительная прокладка (с сальником).

Последовательность работ по замене коленчатого вала

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

2. Открутить болты крепления маховика 15, демонтировать маховик.

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

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

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

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

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

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

Схема проверки установочного штифта 1-колесо положения коленвала, 2-болты крепежа,3- установочный штифт а = 2,5…3,0 мм

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

Существует целый ряд концепций двигателей внутреннего сгорания, в которых коленчатый вал и шатуны заменены на другие узлы. На сегодняшний день коленчатый вал со стандартной компоновкой оптимально подходит для крупносерийного производства, а «безшатунные» двигатели — единичные экспериментальные экземпляры.

Как устроен и для чего служит кривошипно-шатунный механизм? 7 основных неисправностей, которые могут возникнуть в его работе

Если у вас есть автомобиль, то с вероятностью 99.99%, в нём есть кривошипно-шатунный механизм (КШМ). Его нет только в «чистых» электромобилях, а также автомобилях с роторно-поршневым двигателем, а также в газотурбинных двигателях. Все остальные автомобильные двигатели внутреннего сгорания построены именно на базе КШМ, и неважно, дизельные они или бензиновые. Данная система передаёт энергию горения рабочей смеси через коленчатый вал и далее трансмиссию на колёса автомобиля, преобразуя возвратно-поступательное (туда и обратно) движение поршней в цилиндрах мотора во вращательное движение коленчатого вала.

Содержание статьи

Устройство механизма

Классический кривошипно-шатунный механизм был известен ещё в Древнем Риме. Использовался похожий принцип в Римской пилораме, только там вращение, под воздействием течения реки, водяного колеса превращалось в возвратно-поступательное движение пилы.

В паровых машинах также использовался КШМ, похожий на использующийся сейчас в автомобильных двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Только в нём поршень был соединён с шатуном через шток и цилиндр низкого давления. Схожая конструкция используется иногда в ДВС и по сей день.

В так называемых крейцкопфных двигателях поршень жёстко соединён с крейцкопфом – деталью, движущейся по неподвижным направляющим в одном измерении, как и поршень, через шток, а далее по привычной схеме – шатун с коленвалом. Это позволяет увеличить рабочий ход поршня, а иногда делает цилиндр двусторонним, в таких конструкциях добавлена ещё одна камера сгорания. Такой тип КШМ применяется чаще всего в судовых дизелях и другой крупной технике.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из двух основных групп деталей – подвижных и неподвижных:

К подвижным частям КШМ относятся следующие детали: поршни, которые вместе с кольцами и пальцами объединены в поршневую группу, шатуны, коленчатый вал (в просторечном сокращении — коленвал), подшипники коленвала и маховик.
Неподвижные – это картер, объединённый с блоком цилиндров, гильзы цилиндров, головка блока цилиндров. Также к ним относятся поддон (нижний картер), полукольца коленвала, картер маховика и сцепления, а также кронштейны и детали крепежа.

Иногда выделяют и цилиндропоршневую группу, в которую входит поршневая и гильза цилиндра.

Блок цилиндров

Блок цилиндров сейчас неотделим от картера блока. Так, кстати, было не всегда – на старых двигателях (у «Запорожца», например) они могли быть изготовлены раздельно. Именно картер вместе с блоком цилиндров – основной узел конструкции двигателя автомобиля.

Внутри блока и происходит вся полезная работа двигателя. К блоку цилиндров крепятся внизу — нижний картер (поддон), сверху — головка блока, сзади — картер маховика, топливная, выпускная системы и другие детали двигателя. Сам блок прикреплён к шасси автомобиля через специальные «подушки».

Материал, из которого изготовлена эта важная часть двигателя – чаще всего либо алюминий, либо чугун. На спортивных автомобилях могут применяться и композитные материалы. В блок запрессованы съёмные гильзы, которые облегчают ход поршней и ремонтопригодность блока – то есть его расточку под «ремонтные» поршни и кольца. Гильзы делают из чугуна, стали или композитных сплавов. Существует два вида гильз:

«сухие» — когда внешняя поверхность гильз не омывается охлаждающей жидкостью;
«мокрые» — когда гильзу снаружи охлаждает поток жидкости.

Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки.

Поршни

Поршень – это металлическая деталь, которая имеет форму стакана, и в некоторых автопредприятиях водители и автослесари со стажем старые поршни, очищенные от нагара, в качестве стаканов и использовали. Однако основное его предназначение, естественно, не в этом, а для того, чтобы преобразовывать потенциальную энергию давления и термическую энергию температуры газов в кинетическую энергию вращения коленчатого вала в момент рабочего хода.

Во время тактов впуска он служит в качестве насоса, затягивающего воздух или горючую смесь, в ходе такта сжатия сжимает её, а в ходе такта выпуска — помогает удалению отработанных газов. Во время рабочего хода (точнее, чуть раньше) смесь воспламеняется (или форсунка впрыскивает топливо на дизельных двигателях), и горящие газы давят на поршень, заставляя его выполнять работу по преобразованию термической энергии в кинетическую.

Поршень современного автомобильного двигателя выполнен чаще всего из сплавов на основе алюминия. Они обеспечивают хороший отвод лишнего тепла, к тому же довольно лёгкие.

Составные части поршня автомобильного двигателя – это днище, уплотняющяя часть и юбка. Поршень соединяется с шатуном при помощи находящегося в юбке пальца. Для обеспечения плотности соединения поршня со стенкой цилиндра применяются поршневые кольца.

Поршневые кольца

Это плоские незамкнутые (с разъёмом в несколько десятых долей миллиметра) стальные или чугунные кольца, надеваемые в специальные канавки на уплотнительную часть поршня. Они служат для нескольких целей:

Уплотнение. Качественные, неизношенные кольца повышают компрессию (давление в цилиндре).
Теплопередача. Компрессионные кольца передают лишнее тепло гильзе цилиндра, предотвращая перегрев двигателя.
Не пропускают моторное масло из картера в камеру сгорания, но оставляют на стенках гильзы небольшой слой масла для смазки цилиндра. Самое нижнее кольцо называется маслосъёмным. Его конструкция специально разработана под эту задачу.

Поршневые пальцы

Поршневой палец нужен для того, чтобы связать поршень с шатуном. Он находится во внутренней части юбки поршня и представляет собой металлический цилиндр, отдалённо похожий на палец (отсюда и название). Шатун не крепится жёстко на пальце, ведь надо обеспечивать максимально ровную передачу крутящего момента от поршня к шатуну и далее. Выполнены пальцы обычно из легированной стали.

Пальцы делятся на фиксированные и плавающие. Фиксированный жёстко прикреплён к юбке поршня, и двигается на нём только шатун, а плавающий палец как в поршневой юбке, и на шатуне может крутиться. Сейчас в конструкциях автомоторов преобладают плавающие пальцы, обеспечивающие более полную и плавную передачу крутящего момента и снижающие нагрузку на детали КШМ.

Шатун

Для того, чтоб передать крутящий момент с поршня на коленвал, служит шатун, соединяющий две этих важных детали. Для того, чтобы ремонт шатуна не вызывал особых трудностей, в нём применяются специальные вкладыши, фактически разборный подшипник скольжения, хотя в некоторых двигателях с малой скоростью вращения коленвала по-прежнему применяются баббитовые вкладки, а в быстроходных моторах в обеих головках шатуна (как нижней, так и верхней) установлены подшипники качения. По форме шатун похож на рычаг или гаечный ключ с двутавровым сечением. Его верхняя, обычно неразъёмная головка соединяет его с пальцем поршня, а нижняя, разъёмная соединяет шатун с коленчатым валом. Делают шатуны чаще всего из легированной, иногда из углеродистой стали.

Коленчатый вал

Коленчатый вал, или сокращённо коленвал – одна из важнейших деталей мотора, впрочем, лишних деталей не бывает. Он имеет форму вала с «искривлениями» в сторону, к которой через оси прикреплены шатуны двигателя. Он состоит из следующих деталей:

Шейки. Они нужны для того, чтобы закрепить коленвал на картере и шатуны на нём. Подразделяются на коренные и шатунные. На коренных крепится к картеру сам коленчатый вал, на шатунных шейках к коленвалу крепятся шатуны.
Щёки – они и являются своего рода «коленями» коленчатого вала, именно они крутятся вокруг оси коленчатого вала. Щёки коленвала соединяют коренные и шатунные шейки.
Передняя выходная часть вала. К ней присоединены шкивы отбора мощности для привода через ремень, цепь или шестерни распредвала, системы охлаждения генератора и других агрегатов.
Задняя выходная часть вала. Она соединена с маховиком и служит для отбора мощности для «основного предназначения» автомобиля – для движения.

В конструкции коленчатого вала также предусмотрены дополнительные детали, например, противовесы, предназначенные для компенсации вибраций вала, возникающих при ударных нагрузках.

Коленчатые валы чаще всего изготавливаются либо из стали, либо из высококачественного лёгкого чугуна. Чугунные коленвалы изготавливаются при помощи литья, стальные – при помощи штамповки.

Картер двигателя

Картер, отливаемый вместе с блоком цилиндров – основная деталь двигателя автомобиля, можно сказать, что рама двигателя. Именно на картере закреплены основные части двигателя, в нём крутится коленчатый вал, в цилиндрах двигаются поршни и происходит непосредственный процесс превращения энергии сгорания топлива в энергию вращения колёс вашего автомобиля.

Ещё картер является основным местом для размещения моторного масла, которое смазывает двигатель. Для хранения масла также предназначен поддон – нижняя часть картера.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма

Во время основного такта работы автомобильного двигателя – рабочего хода (расширения), горящие газы давят на поршень, а тот двигается вниз — от верхней мёртвой точки к нижней, тем самым передавая энергию посредством пальца и шатуна на коленчатый вал. Шатун может ограниченно поворачиваться и вокруг оси пальца поршня, и вокруг шатунной шейки коленвала, и таким образом поступательное движение поршня превращается во вращательное.

Стоит заметить, что при остальных тактах коленчатый вал через шатун, наоборот, сообщает возвратно-поступательное движение поршню. Где он его берёт? Из «рабочих» цилиндров, энергии коленвала и маховика, а при запуске – стартера.

Неисправности, возникающие при работе КШМ и их причины

Неполадки и поломки в кривошипно-шатунном механизме могут произойти в самых разных его узлах. Чтобы свести риск возникновения этих неприятностей до минимума, необходимо знать, отчего они происходят. Чаще всего это нагар на деталях и их износ. Наиболее часто происходят поломки КШМ от использования некачественного автомобильного топлива и масла. Особенно это чревато для дизелей, которые требовательны к качеству горюче-смазочных материалов, что может вывести из строя не только КШМ. Редкая смена масла, несвоевременная замена топливных, воздушных и масляных фильтров – всё это также несёт потенциальную угрозу поломок. Может послужить причиной неисправности перегрев двигателя, а также утечка и снижение уровня моторного масла в двигателе.

Перегрев двигателя может привести даже к заклиниванию. Чтобы этого не случилось, заливайте качественную охлаждающую жидкость и следите за состоянием системы охлаждения.

Бывает, что проблема в системе питания или в зажигании. Тогда смесь сгорает не полностью или неравномерно.

Ещё одна распространённая причина поломок – это использование некачественных запчастей. Не покупайте фейк и пользуйтесь услугами проверенных автосервисов.

Перечень неисправностей КШМ

Главные неприятности, которые могут случится с кривошипно-шатунным механизмом:

Как шатунные, так и коренные шейки коленчатого вала подвержены износу и механическим повреждениям.
Износ, механические повреждения и даже расплавление могут угрожать и вкладышам (подшипникам) шеек коленвала.
«Болезни» поршневых колец – это закоксовывание не до конца сгоревшими продуктами горения (углеводороды окисляются только до углерода), их залегание и даже поломки, что может привести к фатальным последствиям.
Цилиндропоршневая группа также подвержена износу. В современных «движках» это не так заметно, всё-таки они созданы по последнему слову техники, но у каждой детали имеется конечный ресурс.
На днище поршня может отложиться нагар.
В деталях могут появиться трещины, они могут прогореть, обломиться и даже расплавиться.
Двигатель может даже заклинить.

Признаки наличия неисправностей в работе КШМ

Могут насторожить посторонние стуки в двигателе. Возможно, это связано с детонацией или вам попалось не слишком качественное топливо. Последствия как детонации, так и некачественного топлива могут быть печальными. Звук при детонации более звонкий, а вот глухой звук может свидетельствовать о том, что износились шейки коленвала. Если же он совсем звонкий и происходит не только при резком увеличении оборотов (например, если вы быстро тронулись с места), то вполне возможно, что вкладыши шейки коленвала начинают плавиться. Возможно, причиной масляное голодание, но так или иначе – в сервис.

Также многое может сказать дым из двигателя. Если он сизый, то значит, что в камеру сгорания попадает масло. Возможно, виной тому маслосъёмные колпачки ГРМ, а возможно, проблема в поршневых кольцах. Накопление нагара на поршнях и цилиндрах приводит к увеличению трения и повышенному износу деталей. Если проблема в кольцах, то будет снижена компрессия, хотя понижение компрессии может быть связано и с другими причинами.

Обслуживание КШМ

Прежде всего, общие советы: «машина любит ласку, чистоту и смазку». Следует вовремя проверять уровень масла, не допускать перегрева двигателя и заправляться только качественным горючим. Серьёзные проблемы с КШМ решаются только в автосервисе. Разумеется, есть автолюбители, которые самостоятельно могут расточить цилиндр до ремонтного размера, но это всё же характерно для не самых новых автомобилей.

В «закоксованных» двигателях можно провести раскоксовку, которая делается как с разбором двигателя, так и при помощи специальных средств – без такового. Однако, подобные манипуляции лучше доверить профессионалам. Соблюдайте сроки ТО.

Заключение

Кривошипно-шатунный механизм – это важнейший агрегат в автомобиле. От его функционирования зависит состояние всего автомобиля и настроение его владельца. Следите за его технической исправностью, и двигатель будет работать долго, радуя вас мощностью и экономичностью.

Материалы для коленчатого вала

Для изготовления коленчатых валов применяются стали 45, 45А, 40Х, 20Г2 и 50Г. В дизелях, работающих с давлением наддува рк ^ 0,15 Мн/м2 (1,5 кГ/см2), для коленчатых валов используют высоколегированные стали 18ХНМА, 18ХНВА и 40ХНМА с повышенными пределами текучести и прочности.

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

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

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

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

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

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

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

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

Что такое коленчатый вал двигателя в автомобиле

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

Что такое коленвал

Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс. По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

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

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

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

Для чего нужен коленчатый вал

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

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

Таким образом, коленвал – это преобразователь одного вида механического движения в другой. Как известно, поршни в ДВС двигаются несимметрично. В то время, как одни из них совершают поступательные движения (выталкиваются из цилиндра), другие – возвратное (затягиваются обратно). Конструкция коленчатых валов разрабатывается с предельной точностью, поэтому во время работы все цилиндры сохраняют общее вращение вала. Поэтому коленца имеют разные оси вращения.

Из чего состоит коленчатый вал

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

Рабочие компоненты коленвала:

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

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

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

Для чего нужен датчик коленвала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) используется в автомобилях, которые оборудованы системами электронного управления мотором. Поскольку вращение вала сказывается на работе многих функциональных блоков и систем, своевременная подача топлива в цилиндры ДВС может улучшить ездовые характеристики. Датчик коленвала как раз отвечает за синхронизацию рабочих процессов. В различных моделях автомобилей его использование улучшает синхронизацию зажигания или топливных форсунок. Прибор передаёт на электронный блок управления данные о положении коленвала, направлении и частоте вращения.

Встречаются датчики следующих видов:

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

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

Видео на тему

Похожие публикации

Назначение и устройство коленчатого вала – понятными словами о детали

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

Назначение и устройство коленчатого вала – основные узлы

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

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

Из чего состоит коленвал – вспомогательные механизмы

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

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

Как работает коленвал – взгляд изнутри

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

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

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

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Программное обеспечение Проектирование коленчатого вала — Анализ баланса и инерции, а также проектирование двух / четырехтактного двигателя Коленчатый вал

щелкните изображение
для презентации

Конструкция коленчатого вала это программное обеспечение, разработанное для удовлетворения потребностей многих производителей и тюнеров в разработке и оптимизации коленчатый вал.Это программное обеспечение имеет важное значение для определения лучших решений баланса и инерции для каждый конкретный двигатель и каждая конкретная потребность, чтобы оптимизировать производительность, управляемость и надежность.

Характеристики

Коленчатый вал, а также конструктивная точка зрения должны быть также изучены по двум фундаментальным аспектам: уравновешивание сил, создаваемых движением возвратно-поступательных масс (поршень, поршневые кольца, поршневой палец и малый конец шатуна) и вращающиеся (большие конец шатуна, шатун), а также по инерции, которую способен предложить коленчатый вал.

В одноцилиндровом двигателе, если вы не используете валы, вращающиеся в противоположных направлениях, балансировка может быть только частичной, и вопрос о том, как выбрать эту частичную балансировку, всегда был предметом обсуждения, что может быть лучшим, на самом деле нет Лучшее решение в абсолютном выражении, но оптимальное следует выбирать в соответствии с характеристиками двигателя и транспортного средства, на котором он используется.

То же самое и с инерцией коленчатого вала, легче, тяжелее, дырочки нет, это вопросы, которые со временем возникают, на который невозможно дать ответ, потому что и для этого аспекта лучшее решение зависит от характеристик двигателя и его использования.

Ввиду этого на практике он делает первоначальный выбор, а затем на основе тестов и повторных попыток вносит какие-либо изменения, этот процесс долгий и трудоемкий и часто не известно, действительно ли найденное решение является лучшим.

Программное обеспечение Crankshaft Balance Design может заранее оценить технические эффекты, которые баланса и инерции дают с точки зрения производительности и надежности по отношению к характеристикам двигателя и транспортного средства, на котором он применяется, что позволяет быстро найти оптимальное решение.

Программное обеспечение состоит из четырех разделов, которые позволяют анализировать, рассчитать и разработать коленчатый вал наилучшим образом.

АНАЛИЗ КОЛЕНВАЛА	В этом разделе ПО рассчитывает основные характеристики коленчатого вала, которые вы или что хотите развить, на самом деле быстро вычисляет ВЕС — БАЛАНС — ИНЕРЦИЯ коленчатого вала.
КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕНВАЛА	В этом разделе программа вычисляет РАЗМЕР и ПОЛОЖЕНИЕ ПРОТИВОВЕС , или возможных ОТВЕРСТИЙ , иметь определенную балансировку коленчатого вала, отображаемую в А пока как доработаны инерция и вес.
РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ	В этом разделе программное обеспечение вычисляет, как изменяется КРИВАЯ МОЩНОСТИ двигателя в зависимости от выбор БАЛАНС и ИНЕРЦИЯ , которые вы сделали на коленчатый вал.
РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ	Этот раздел доступен в версии PRO ПО позволяет рассчитать ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ учитывая особенности коленчатого вала влияют на мощность двигателя и поведение в фазе переключения передач.

Ниже мы подробно покажем, как работает программа в разных области.

АНАЛИЗ КОЛЕНВАЛА
Программа позволяет рассчитать основные особенности коленчатого вала в простой форме. Фактически достаточно для ввода информации кривошипа ползунка (ход, и веса деталей), а также некоторые данные, позволяющие определяем коленчатый вал. В связи с этим программное обеспечение предлагает различные возможности ввода данных для удовлетворить все потребности.
	Если вы сделали классический экспериментальный тест для расчета баланса, вы можете ввести в программе значение найденных весов и программное обеспечение в функция веса кривошипа ползунка рассчитает быстро BALANCE вашего коленчатого вала. Более того, если вы измеряете ВЕС и максимальный диаметр коленчатого вала программное обеспечение рассчитает оценку ИНЕРЦИЯ самого коленчатого вала.
	Если у вас есть трехмерный чертеж коленчатого вала, от Ваш CAD 3D вы можете легко принять положение гравитации, а ВЕС коленчатого вала, благодаря этим данным программное обеспечение быстро рассчитайте БАЛАНС вашего коленчатый вал в зависимости от грузов кривошипа ползуна.
	Если вместо этого ваш коленчатый вал имеет классическую форму полного круга, или вы хотите разработать коленчатый вал такого типа, программное обеспечение спасибо основные размеры рассчитываются автоматически ВЕС, БАЛАНС И ИНЕРЦИЯ вашего коленчатого вала.
Если в коленчатом валу уже есть противовесы или отверстия, в программе можно легко ввести свои характеристики, чтобы учесть в расчеты и посмотреть, как они влияют на ВЕС , БАЛАНС ИНЕРЦИЯ .

После ввода данных коленчатого вала в модальность что вы предпочитаете, и особенности кривошипа слайдера, Программное обеспечение Crankshaft Design вычисляет ВЕС , БАЛАНС и ИНЕРЦИЮ коленчатого вала, как с учетом противовесов и отверстий, исключая их, в так это тоже будет легко понять характеристики исходной геометрии коленчатого вала, а также оценить возможность доработок.
Помимо расчетов, программа рисует геометрия коленвала, которую вы ввели, позволяя оценить, верны ли данные и где есть место для любых доработок и улучшений.

КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕНВАЛА

Если вы хотите модифицировать существующий коленчатый вал или хотите изучить новый коленчатый вал, после этапа анализа, который позволяет иметь полное представление о ситуации, программное обеспечение Crankshaft Design позволяет легко изучить вмешательства на коленчатом валу для получения BALANCE и INERTIA , которые вам нужны.

Программа позволяет фактически автоматически рассчитывать положение и характеристики противовесов, которые необходимо для достижения определенного баланса.


Для начала необходимо выберите желаемый процент баланса получить.	Дополнительно вы можете укажите количество противовесов, которое вы хотите использование, толщина противовеса и материал (плотность)	Наконец-то вы можете выберите, должно ли положение противовесов генерировать минимальную или максимальную инерцию.

В конце расчет программа предоставляет вам всю информацию о противовесах, которые вам следует использовать:

Это также показывает вам, как изменить характеристики коленчатый вал для применения противовесы, и относительный чертеж в масштабе:

Этот раздел программного обеспечения Crankshaft Design может использоваться как для расчета противовесов коленчатого вала, который никогда не балансировался.
Оба, чтобы изменить балансировку коленчатого вала, у которого балансировка отличается от что мы хотим.

Если, например, у вас уже коленвал с балансом 50% и вы хотите получить баланс 40%, программа рассчитает размеры и положение отверстия на коленчатом валу, если вместо этого вы хотите увеличить процент от баланса, программа укажет вам, позиция и характеристики используемого дополнительного противовеса.

Программа позволяет также видеть баланс и инерция, которую вы получаете при использовании определенных противовесов, или проделывая дырки от специфики

Показывает чертеж в масштабе и как изменить ВЕС , BALANCE и INERTIA с новыми противовесами и нанесены отверстия.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

Выбор BALANCE и INERTIA в дополнение, чтобы повлиять силы и вибрации шасси, влияют на работу двигателя. Фактически в действии выбранного вами балансира BALANCE , измените силы действуя между поршнем и цилиндром, а также на коренные подшипники и шатунные подшипники, и, следовательно, на механические потери на трение, в то время как INERTIA влияет на частота вращения коленчатого вала во время цикла двигателя, и, следовательно, изменяет гидродинамическое поведение двигателя и относительную эффективность.

Программное обеспечение Crankshaft Design может рассчитать МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ в зависимости от выбора БАЛАНС что вы делаете, и посмотреть, как ENGINE POWER CURVE изменяется в зависимости от коленчатого вала INERTIA .

В программном обеспечении необходимо ввести основные технические данные двигателя и кривую мощности, обнаруженную на динотест.

На данный момент ввод балансового процента, а коленвал инерция (можно также использовать значения, рассчитанные в фазы АНАЛИЗА или ПРОЕКТИРОВАНИЯ), программа рассчитает, как изменить мощность кривая, мощность, потерянная на механическое трение, и силы, действующие на шасси.

В дополнение к глобальным данным он также показывает графики всех величин, рассчитанных как функция скорости двигателя.

МОЩНОСТЬ	ПОТЕРЯННАЯ МОЩНОСТЬ
СРЕДНЯЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ СИЛА	МАКСИМАЛЬНАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ СИЛА
СРЕДНЯЯ ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СИЛА	МАКСИМАЛЬНАЯ ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СИЛА

Этот раздел программного обеспечения Crankshaft Design является фундаментальным. для улучшения характеристик двигателя в том направлении, в котором вы хотите воздействовать на коленчатый вал.Фактически ПО позволяет сравнивать разные решения и, следовательно, сразу находить, что оптимально для ваших нужд.

Благодаря ПО Конструкция коленчатого вала поэтому вы можете изучить вмешательство в коленчатый вал в качестве противовеса, и в качестве инерции для моделирования кривой мощности для ваших нужд. Затем вы можете работать над изменением максимальной пиковой мощности, или чтобы иметь больше протяженности, или играть с инерцией для смягчения кривой крутящего момента и т. д., определяя оптимальные решения быстро и точно. более того вы всегда можете оценить, как меняются силы на шасси в зависимости от сделанного вами выбора, управление поэтому также возможные проблемы, связанные к вибрациям.

Как вы видели, благодаря программному обеспечению Crankshaft Design за разработку и улучшить, ваш коленчатый вал, становится действительно легко, и вы можете действительно увеличить производительность вашего двигателя, и вашего автомобиль, воздействуя также на коленчатый вал в направлении твои нужды! Кроме того, кратко описаны функциональные возможности две версии программного обеспечения.

	ОСНОВНОЙ	PRO
Анализ коленвала	Х	Х
конструкция коленчатого вала	Х	Х
производительность двигателя расчет	Х	Х
характеристики автомобиля расчет		Х

Покупка

NT-PROJECT — Феррара (Италия) — info @ ntproject.ком

все Материальное содержание без присутствия мест коперто далле легги суль диритто д’авторе 2005/19

ᐈ Стоковые изображения чертежи коленчатого вала, Роялти-Фри Изображения векторов коленчатого вала

ᐈ Стоковые фотографии чертежи коленчатого вала, Роялти-Фри Изображения вектор коленчатого вала | скачать на Depositphotos®Автомобильные поршниПоршни с коленчатым валомДвигатель внутреннего сгоранияЛоготип ремонта автомобилей.Коленчатый вал в сбореЧасть двигателяАвтозапчастиЗапасный двигатель, коленчатый вал, вектор. Значок коленчатого вала. Запасные машины.Поршни двигателяКоленчатый валЧасть двигателяАвтомобильные детали в стиле рисования от рукиПоршни двигателя на коленчатом валу — эмблема автосервисаЧасть двигателяАвтомобильные запчасти вектор бесшовные моделиПоршни автомобильного автосервиса ретро логотипВекторный логотип гаражаЭмблема автосервиса — символический двигательАвтомобильные запчастиРисование бензинового двигателя с элементами двигателя внутреннего сгорания со стороны ходовой части.Промышленный. Мультяшный стиль. Иллюстрация и элемент дизайна. Монохромный. Автосервис. Изометрические значки автомобильных запчастейПоршеньЧасть двигателяАвтозапчастиДвигательАвтомобильные запчастиВекторный монохромный логотип коленчатого валаВектор внутреннего сгорания двигателя Значок поршня двигателяСервисная станция старинная этикетка, графика дизайна тройника, печать типографики автосервиса. Печать на футболке, рисунок футболки. Использовать как принт футболки, эмблему, логотип в сети. Татуировка в виде сердца. Набор значков схемы транспортировки двигателя взрыва сердца100, таких как демпфер, выхлопная труба, выравнивание колес, автомобильный ускоритель, автомобильная подушка безопасности, автомобильный генератор переменного тока, амперметр, стабилизатор поперечной устойчивости, набор значков запасных частей, значки автомобильных запчастей и услуг 1Векторное искусство, Дизайн иллюстрации. Поршень и шатун в сборе. Множество изображений запасных частей. Логотип ремонта автомобилей. Набор автозапчастей Значок ГРМ. Серые автомобильные поршни на белом фоне. Системы впрыска бензина. Схема четырехтактного двигателя. Поршни4-цилиндровый двигатель вектор. Значок автомобиля. Значок дорожного тандемного ролика. с механическими деталямиДвигательПростой линейный поршневой вектор значокАвтозапчастиАвтомобильные части линии иконки наборИконы автомобильных запчастей изометрическиеВилочный погрузчик силуэт, состоящий из деталейМногие изображения запасных частейКонцепция сервисных элементов автомобильного привода с плоскими значками и вектором механического оборудования.Многие изображения запасных частейСекция опоры подшипника простая линия вектор значокИконы автозапчастей изометрическиеПоршниМеханик и детали автомобиляИконы автозапчастей изометрическиеКомплект автозапчастейИкона автозапчастейЛоготип для ремонта автомобилей.Исправление двигателяИконы автозапчастей изометрические

Дизайн коленвала | анализ коленчатого вала | усталость коленчатого вала

Программное обеспечение для проектирования коленчатого вала

DNV GL одобряет конструкцию коленчатого вала на протяжении десятилетий. У нас есть знания в предметной области и практический опыт, которые были вложены в разработку программного обеспечения Nauticus Machinery Crankshaft Fatigue.Этот программный модуль для проектирования и анализа коленчатого вала рассчитывает защиту от усталости на основе Руководства по классу DNV GL 0037. Он также охватывает соответствующий метод расчета в соответствии с унифицированными требованиями IACS M53.

Анализ коленчатого вала

Анализ коленчатого вала на прочность первоначально состоит в определении номинального переменного изгиба и номинального переменного напряжения скручивания, которые умножаются на соответствующие коэффициенты концентрации напряжений с использованием теории постоянной энергии деформации (v.Критерий Мизеса), приводят к эквивалентному знакопеременному напряжению (одноосное напряжение). Затем это эквивалентное переменное напряжение сравнивается с усталостной прочностью коленчатого вала выбранного материала. Это сравнение затем покажет, имеет ли соответствующий коленчатый вал соответствующие размеры согласно анализу коленчатого вала.

Конструкция коленчатого вала основана на оценке защиты от усталости коленчатого вала в зонах высоких нагрузок. Анализ коленчатого вала также основан на предположении, что области, подверженные наибольшим напряжениям, следующие:

угловых переходов между шатунной шейкой и перемычкой, а также между шейкой и перемычкой
выходов отверстий шатунной шейки
выходов масляных отверстий шейки

Эти методы проектирования и анализа коленчатого вала применимы к двигателям как для главных силовых установок, так и для вспомогательных целей, поскольку они предназначены для непрерывной работы с указанными (номинальными) характеристиками.Если предполагается частое использование перегрузки (сверх номинальной), т.е. накопление нескольких миллионов циклов нагрузки, эта перегрузка должна лечь в основу расчета. Кроме того, эти методы применимы к цельнокованым или полуфабрикатным коленчатым валам из кованой и литой стали и с одним ходом кривошипа между коренными подшипниками. Конструкция с более чем одним ходом кривошипа между коренным подшипником, канавками между кривошипами со смещением, полностью собранными коленчатыми валами или сварными коленчатыми валами будет специально рассматриваться на основе эквивалентности «нормальным» требованиям.

Программа определения усталости коленчатого вала от DNV GL

Расчетный дизайн и анализ безопасности против усталостных отказов коленчатого вала в дизельных двигателях и безопасности против проскальзывания для полувстроенных коленчатых валов
Проверка на усталость на основе руководящих принципов DNV GL Class 0037
метод расчета в соответствии с методом IACS для проектирования и анализа коленчатого вала
Применяется к дизельным двигателям как главной силовой установки, так и вспомогательного назначения
Применяется к цельнокованым или полуготовым коленчатым валам из кованой и литой стали с одним ходом коленвала между коренными подшипниками

Ключевые преимущества модуля программного обеспечения для проектирования и анализа коленчатого вала

Программа определения усталости коленчатого вала рассчитывает в соответствии с правилами DNV GL и требованиями IACS в том же инструменте проектирования коленчатого вала
Функции импорта для давления в цилиндрах или теоретический метод расчета
Гибкий ввод опции (используйте предопределенный ввод для e.г. коэффициенты концентрации напряжений или позвольте программе рассчитать их)
Расширенный генератор отчетов

Коленчатые валы

Коленчатый вал установлен в положении, параллельном продольной оси картера, и обычно поддерживается коренным подшипником между каждым ходом. Коренные подшипники коленчатого вала должны жестко поддерживаться в картере. Обычно это достигается с помощью поперечных перемычек в картере, по одной на каждый коренной подшипник. Перемычки составляют неотъемлемую часть конструкции и, помимо поддержки основных подшипников, повышают прочность всего корпуса.Картер разделен на две части в продольной плоскости. Это разделение может быть в плоскости коленчатого вала, так что половина главного подшипника (а иногда и подшипники распределительного вала) находится в одной секции корпуса, а другая половина — в противоположной секции. [Рис. 1-6] Другой метод состоит в том, чтобы разделить корпус таким образом, чтобы основные подшипники были прикреплены только к одной секции корпуса, к которой прикреплены цилиндры, тем самым обеспечивая средства снятия части картера для проверки без нарушение регулировки подшипника.

Рисунок 1-6. Типичный оппозитный двигатель разобран на узлы.

Коленчатый вал — это основа поршневого двигателя. На него действует большинство сил, создаваемых двигателем. Его основное назначение — преобразовать возвратно-поступательное движение поршня и шатуна во вращательное движение для вращения 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 ходы, формируются путем штамповки смещений в вал перед его обработкой.Поскольку коленчатые валы должны быть очень прочными, их обычно выковывают из очень прочного сплава, такого как хромоникель-молибденовая сталь.

Коленчатый вал может быть цельным или составным. На рис. 1-7 показаны два типичных типа цельных коленчатых валов, используемых в авиационных двигателях. Четырехходовая конструкция может использоваться как на четырехцилиндровых горизонтальных оппозитных двигателях, так и на четырехцилиндровых рядных двигателях. Шестиходовой вал используется в шестицилиндровых рядных двигателях, 12-цилиндровых двигателях V-типа и шестицилиндровых оппозитных двигателях.Коленчатые валы радиальных двигателей могут быть одноходовыми, двухходовыми или четырехходовыми, в зависимости от того, является ли двигатель однорядным, двухрядным или четырехрядным. Однонаправленный радиальный коленчатый вал двигателя показан на Рисунке 1-8. Независимо от того, сколько ходов он может иметь, каждый коленчатый вал состоит из трех основных частей: шейки, шатунной шейки и щеки кривошипа. Противовесы и демпферы, хотя и не являются настоящей частью коленчатого вала, обычно прикрепляются к нему для уменьшения вибрации двигателя.

Рисунок 1-7. Цельнолитые типы коленчатых валов.Рисунок 1-8. Коленчатый вал двигателя радиальный одноходовой.

Журнал поддерживается коренным подшипником и вращается в нем. Он служит центром вращения коленчатого вала. Поверхность закалена для уменьшения износа. Шатунная шейка — это участок, к которому прикреплен шатун. Это не по центру от основных журналов, и его часто называют броском. Две кривошипные щеки и шатунная шейка совершают бросок. Когда к шатунной шейке прикладывается сила в любом направлении, кроме параллельного или перпендикулярного к центральной линии коленчатого вала и через нее, это вызывает вращение коленчатого вала.Внешняя поверхность закаленные азотирования, чтобы увеличить его устойчивость к износу и обеспечить требуемую несущую поверхность. Шатунная шейка обычно полая. Это уменьшает общий вес коленчатого вала и обеспечивает канал для передачи смазочного масла. На ранних двигателях полая шейка кривошипа также служила камерой для сбора шлама, нагара и других посторонних материалов. Центробежная сила бросала эти вещества к наружной стороне камеры и держала их от достижения шатуна опорной поверхности.Из-за использования беззольных диспергирующих масел в новых двигателях больше не используются шламовые камеры. На некоторых двигателях в щеке коленчатого вала просверливается канал, позволяющий распылять масло из полого коленчатого вала на стенки цилиндра. Щека кривошипа соединяет шатунную шейку с главной шейкой. В некоторых конструкциях щека выходит за пределы шейки и несет противовес для уравновешивания коленчатого вала. Щека кривошипа должна иметь прочную конструкцию, чтобы обеспечить необходимую жесткость между шатунной шейкой и шейкой.

Во всех случаях тип коленчатого вала и количество шатунов должны соответствовать расположению цилиндров двигателя. Положение кривошипов коленчатого вала относительно других кривошипов того же вала выражается в градусах.

Самый простой коленчатый вал — одноходовой или 360 °. Этот тип используется в однорядном радиальном двигателе. Он может состоять из одной или двух частей. При использовании этого типа коленчатого вала предусмотрены два коренных подшипника (по одному на каждом конце).Двухходовой или 180 ° 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 не только приводит к усталостному разрушению металлических конструкций, но также вызывает быстрый износ движущихся частей. В некоторых случаях чрезмерная вибрация вызвана несбалансированным коленчатым валом. Коленчатые валы сбалансированы для статического и динамического баланса.Коленчатый вал статически сбалансирован, когда вес всего узла кривошипов, щек кривошипа и противовесов уравновешен вокруг оси вращения. При проверке статического равновесия его кладут на два лезвия. Если во время теста вал имеет тенденцию повернуться в одно положение, это означает, что он не сбалансирован.

Динамические амортизаторы

Коленчатый вал динамически уравновешивается, когда все силы, создаваемые вращением коленчатого вала и импульсами мощности, уравновешиваются внутри себя, так что при работе двигателя возникает небольшая вибрация или ее отсутствие.Чтобы свести к минимуму вибрацию во время работы двигателя, на коленчатый вал встроены динамические амортизаторы. Динамический демпфер — это просто маятник, прикрепленный к коленчатому валу так, что он может свободно двигаться по небольшой дуге. Он встроен в узел противовеса. Некоторые коленчатые валы содержат два или более таких узла, каждый из которых прикреплен к отдельной щеке кривошипа. Расстояние, на которое маятник движется и, следовательно, частота его колебаний соответствует частоте импульсов мощности двигателя.Когда частота колебаний коленчатого вала возникает, маятник колеблется вне времени с вибрацией коленчатого вала, таким образом снижая вибрацию до минимума.

Рисунок 1-9. Принципы динамического демпфера.

Конструкция динамического демпфера, используемого в одном двигателе, состоит из подвижного стального противовеса с прорезями, прикрепленного к щеке кривошипа. Два стальных шпильки в форме катушки входят в прорезь и проходят через большие отверстия в противовесе и щеке кривошипа. Разница в диаметре штифтов и отверстий создает эффект маятника.Аналог действия динамического демпфера показан на рисунке 1-9.

Летный механик рекомендует

Плоские коленчатые валы по сравнению с поперечными коленчатыми валами

Плоскость Коленвалы ничего нового.

Однако, с недавним представлением Shelby GT350 и GT350R, плоская конструкция коленчатого вала привлекла гораздо больше внимания. И это тоже вызывает несколько вопросов. А именно, что такое плоский коленчатый вал? Чем он отличается от коленчатого вала с крестовиной? И каковы преимущества плоского коленчатого вала?

В этой статье мы рассмотрим плоские коленчатые валы иколенчатые валы крестовины. Мы начнем с кривошипа с поперечной плоскостью, поскольку вы, возможно, немного больше знакомы с этой конструкцией.

Коленчатые валы с крестообразным шлицем

Коленчатый вал с поперечной плоскостью используется почти во всех серийных двигателях V8, продаваемых сегодня в Америке.

На кривошипе с поперечной плоскостью четыре шейки кривошипа расположены с интервалом в 90 градусов (см. Изображение слева). Когда вы смотрите на коленчатый вал этого типа вдоль его оси с любого конца, он напоминает знак плюса. Отсюда и название crossplane.

При использовании традиционного порядка зажигания V8 GM, AMC, Mopar и большинства двигателей Ford OHV V8 (1-8-4-3-6-5-7-2) коленчатый вал в поперечной плоскости будет давать неравномерно расположенные зажигания внутри каждого двигателя. сторона (или ряд цилиндров), но обеспечивает баланс между двумя рядами. Это то, что придает американским маслкарам характерный булькающий звук, хотя есть некоторая жертва в количестве выхлопных газов.

Базовая конфигурация коленчатого вала с крестообразным шлицем, если смотреть спереди.(изображение любезно предоставлено e31.net)

Еще одна отличительная особенность коленчатого вала с крестообразным шлицем — противовесы. Эти противовесы необходимы для поддержания правильной балансировки двигателя и предотвращения его раскачивания вверх и вниз. Это снижает вибрацию (проблема многих плоских коленчатых валов) и способствует более плавной работе; однако он также добавляет вращательную массу, что делает этот коленчатый вал менее желательным для действительно высокооборотных двигателей.

Это подводит нас к плоскому коленчатому валу.

Плоские коленчатые валы

Плоский коленчатый вал, используемый в новом двигателе 5,2 л, является первым в серийном двигателе Ford, но плоские кривошипы существуют всегда.

Плоские коленчатые валы имеют две пары шейек, расположенных на 180 градусов друг от друга. Если смотреть с любого конца, эти коленчатые валы выглядят плоскими (см. Рисунок внизу справа). Независимо от порядка запуска, плоские двигатели всегда будут переключаться между двумя рядами цилиндров.Это обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов без необходимости перехода первичных оболочек заголовка и из одного банка в другой. Это также придает новому Shelby GT350 звук, совершенно отличный от звука других американских автомобилей, как показано на этом видео:

Еще одна вещь, которая отличает плоский коленчатый вал от кривошипа с крестообразным шлицем , — это отсутствие массивных противовесов. Без дополнительной массы противовесов более легкие кривошипы с плоской плоскостью будут вращаться легче, чем их аналоги с поперечной плоскостью, что делает их более идеальными для работы с высокими оборотами и высокими оборотами.Обратной стороной является то, что плоские коленчатые валы имеют тенденцию создавать большую вибрацию в двигателе без помощи противовесов.

Вид плоского коленчатого вала спереди (изображение любезно предоставлено e31.net).

Плоские коленчатые валы обычно используются на гоночных автомобилях и дорогих экзотических автомобилях из-за их характеристик на высоких оборотах. В большинстве случаев водители гоночных автомобилей не возражают против небольшой дополнительной вибрации в их двигателе, а компании, занимающиеся экзотическими автомобилями, будут тратить деньги на более легкие материалы, чтобы уменьшить вибрацию в уличных автомобилях.Поскольку плоский 5,2-литровый V8 будет использоваться в моделях GT350 / GT350R высшего класса, мы ожидаем, что многие из этих проблем с вибрацией также будут решены компанией Ford.

У большинства плоских коленчатых валов ход короче, чем у крестообразных. Это означает, что требуется меньше места в картере; однако более короткие ходы часто приводят к снижению выходного крутящего момента.

Итог

Поперечный коленчатый вал Преимущества: Плавная работа без вибрации; характерный американский маслкар.

Поперечный коленчатый вал Недостатки: Тяжелее (труднее проверять), требуется больший картер.

Плоский коленчатый вал Преимущества: Более легкий, компактный, более отзывчивый (высокие обороты), лучшая продувка выхлопных газов.

Плоский коленчатый вал Недостатки: Склонность к вибрации, более низкие уровни крутящего момента.

Автор: Дэвид Фуллер Дэвид Фуллер — управляющий редактор OnAllCylinders.За свою 20-летнюю карьеру в автомобильной промышленности он освещал различные гонки, шоу и отраслевые мероприятия, а также написал статьи для нескольких журналов. Он также сотрудничал с ведущими и отраслевыми изданиями по широкому кругу редакционных проектов. В 2012 году он помог основать OnAllCylinders, где ему нравится освещать все аспекты хот-роддинга и гонок.

КУЛЬТУРА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА —

Обзор

: прибрежные внедорожные бамперы Mitsubishi Delica Off-Road

Читать дальше →

Наш Mitsubishi Delica Space Gear 1994 года выпуска, также известный как TBD Tractor, только что получил новый топливный бак дальнего действия.Этот автомобильный бак дальнего действия, привезенный компанией Long Range America, увеличивает наш запас топлива и значительно расширяет ассортимент нашей Delica. На самом деле, вот видео об этом.

Читать дальше →

Мы доработали передний и задний бамперы Coastal Offroad с высоким клиренсом (с защитной пластиной и откидным держателем для шин / канистр)! Мы подумали, что сделаем видео-обзор, демонстрирующий преимущества бамперов Coastal Offroad Delica для езды по бездорожью, кемпинга и ношения дополнительного снаряжения.

Читать дальше →

* Обновлено 10.12.20 Канадская компания Coastal Offroad производит различные комплекты сварных передних и задних бамперов для фургонов Mitsubishi Delica Space Gear. Coastal Offroad, или CO, производит комплекты для Delica L400 серий 1 и 2. Наш Space Gear 1994 года, известный как TBD Tractor, представляет собой модель серии 1. Обновленная серия 2 Delica Space…

Читать дальше →

Нам задают много вопросов о нашем парке автомобилей JDM (внутренний рынок Японии).Но больше всего спрашивают, как найти запчасти. Иногда бывает непросто найти эту труднодоступную деталь для вашего автомобиля JDM, но есть способы найти запчасти для вашей Delica,…

Читать дальше →

В течение многих лет мы видели эти ступеньки, которые просто цепляются за дверную защелку, и вы можете использовать их как ступеньку. Честно говоря, мы всегда думали, что это хорошая идея. Недавно люди из SUV Doorstep обратились к нам и прислали нам образец.

Читать дальше →

К настоящему времени вы, возможно, знаете, что у нас в конюшне есть фургон Mitsubishi Delica Space Gear (L400) 1994 года выпуска 4 × 4.И, конечно же, под «стабильным» я подразумеваю дорогу, на которой находились проекты JDM 4WD Mitsubishi 90-х годов. Возможно, вы не знаете, что мы снова сотрудничаем с Тимом Эстердалом из Pickup Truck + SUV. Поговорите с…

Читать дальше →

Поскольку электрические вещи ломаются и нуждаются в ремонте в нашем небольшом парке автомобилей JDM 1990-х годов, в частности, в наших Mitsubishi Pajeros 1991 и 1992 годов и Delica Space Gear 1994 года, это иронично, как много я мог бы сейчас использовать местную Radio Shack. Разъемы, проводка, конденсаторы — все в одном магазине, открытом семь дней в неделю.А вот обычные магазины…

Читать дальше →

Мы имели удовольствие снова быть гостями на радио YAK с Дэйвом Столлом 20 сентября 2020 года. Шоу Дэйва, которое транслируется на KCBQ The ANSWER FM 96.1 / AM 1170 в Сан-Диего, затрагивает множество автомобильных тем. На этот раз мы поговорим о нашем фургоне Mitsubishi Delica Space Gear 1994 года, а также о множестве других необычных тем о транспортных средствах. Эй, он явно нас хорошо знает!

Шоу длится около часа, и мы всегда отлично проводим время за 60 минут с Дэйвом.Наслаждаться.

Чуть больше года назад на нашем Mitsubishi Pajero XR-II 1992 года выпуска, также известном как трактор Ralli, треснул блок из-за загрязнения термостата.