— Функции и принцип работы коленвала

— Устройство и элементы конструкции коленвала

— Основные неисправности коленвала

Функции и принцип работы коленвала

Коленчатый вал (коленвал) – одна из главных деталей практически всех двигателей внутреннего сгорания. Поршни, которые перемещаются в цилиндрах двигателя, совершают лишь поступательные движения «вперед/назад». Чтобы преобразовать возвратно-поступательное движение поршней во вращательное (кручение колес), используется деталь сложной формы с несколькими изгибами (коленами) – коленчатый вал, к которому крепятся шатуны поршней.

Автомобильные двигатели – четырехтактные. Соответственно, каждый из поршней, и каждая из связанных с ними шеек коленвала в определенный момент времени находится в одном из 4 положений: впрыск топлива, сжатие топливо-воздушной смеси, рабочий ход поршня, выпуск отработанных газов. Поршни через шатуны толкают шейки коленвала и проворачивают его, а их последовательная работа обеспечивает плавность вращения.

По сути дела, коленчатый вал полностью принимает на себя кинетическую энергию двигателя, преобразует ее во вращение и передает энергию дальше коробке передач, карданному валу, генератору, помпе и прочим основным и вспомогательным механизмам и узлам автомобильного двигателя. Будучи столь энерго-нагруженной деталью двигателя, коленчатый вал испытывает во время работы огромные перегрузки. Соответственно для его изготовления используются лишь особо прочные сплавы стали и чугуна с добавлением хрома и молибдена.

Большое значение имеет и технология изготовления коленчатого вала. Для обычных массовых автомобилей коленвалы обычно изготавливаются дешевым методом чугунного литья. Двигатели спортивных автомобилей могут оснащаться коваными коленвалами из стальных сплавов – они легче и делают двигатели более динамичными. Коленвалы для двигателей супер-каров вытачиваются из цельной стальной заготовки – это наиболее дорогой и трудоемкий способ.

Устройство и элементы конструкции коленвала двигателя автомобиля

Коленвал автомобильного двигателя обычно находится под блоком цилиндров, в масляной ванне внутри картера двигателя – так обеспечивается его постоянная смазка. Исключение составляют оппозитные двигатели (например, автомобилей Subaru, Porsche) с противоположным горизонтальным расположением цилиндров – в них коленвал находится в центре двигателя – между рядами цилиндров.

Количество колен, их взаимное расположение и конфигурация коленчатого вала конкретного двигателя зависит от количества цилиндров в нем и порядка их работы. Основными элементами конструкции всех автомобильных коленвалов являются:

• Коренные (опорные шейки) – находятся на главной оси коленвала и выполняют опорные функции.
• Шатунные шейки – смещены относительно оси вала, к ним крепятся шатуны поршней, через них передается усилие от поршней к коленвалу.
• Щеки – специальные пластины, соединяющие коренные и шатунные шейки.
• Противовесы (балансиры) – сглаживают колебания коленчатого вала
• Передняя выходная часть вала (носок) – часть коленвала, выступающая за пределы картера. На нем крепится шкив коленвала, который через специальные ремни ГРМ заставляет работать газораспределительный механизм двигателя в головке блока цилиндров и навесное оборудование двигателя (генератор, помпу и др.)
• Задняя выходная часть вала (хвостовик) – на нее крепится маховик отбора основной мощности двигателя, через него энергия вращения передается от двигателя коробке передач.
• Сальники коленвала – предотвращают утечку масла из картера через носок и хвостовик коленвала.
• Подшипники коленвала – обеспечивают его легкое вращение и предотвращают его осевые колебания
• Подшипники хвостовика и носка коленвала

Основные неисправности коленвала

Неисправности в кривошипно-шатунной группе двигателя автомобиля, важной частью которой является коленчатый вал, как правило, дают о себе знать в виде лишних вибраций, стука и шумов при работе двигателя, повышенного расхода топлива и моторного масла. При надлежащем уходе за автомобилем: правильной его эксплуатации (не допускать перегрева и низкого уровня масла), своевременной замене моторного масла и антифриза, коленчатый вал должен прослужить весь срок службы автомобиля. Тем не менее, бывают ситуации, когда коленчатый вал или отдельные детали его конструкции нуждаются в обслуживании или замене.

• Течь сальников коленвала – подлежат замене
• Износ подшипников коленвала – подлежат замене
• Нарушение целостности конструкции (трещины, сколы, изгибы) самого коленвала, его шеек, щек или противовесов из-за низкого качества сплава (редко, но бывает) – коленвал подлежит замене
• Задиры и царапины на шейках коленвала – проблема решается шлифовкой и полировкой шеек или заменой коленвала
• Износ подшипников хвостовика и носка коленвала – подлежат замене
• Деформация посадочного места шкива коленвала – рекомендуется замена коленвала

Так как для ремонта и обслуживания коленчатого вала практически во всех случаях необходимо вынимать и разбирать двигатель, этот вид ремонта стоит доверять только квалифицированным СТО и автомеханикам. Подобные ремонтные работы требуют четкого соблюдения технических регламентов и применения специфических инструментов.

Коленвал ДВС | АВТОСТУК.РУ

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, он же коленвал — это однородная деталь (если состоит она из нескольких частей, то это составной вал) сложной формы в виде стержня с коленами, функция которой является преобразование возвратно-поступательного движения в крутящее.

Содержание статьи:

1. Металл коленвала.
2. Элементы коленевала.
3. Назначение коленвала.
4. Обработка коленвала.

Металл коленвала

Коленчатый вал ДВС воспринимает большие нагрузки, поэтому он изготавливается с большим запасом прочности. Материалы для изготовления коленвала следующие:

• углеродистая сталь;
• хромомарганцевая сталь;
• хромоникельмолибденовая сталь;
• высокопрочный чугун.

Марки стали состава коленвала в порядке распространенности:

1. Сталь 45. Означает, что в сплаве металла содержится от 0,42 до 0,5 % углерода (С).
2. Сталь 45Х. Это конструкционный легированный сплав, в котором содержится хром в количестве 1%. Из справочников по ГОСТу хрома содержится в этой марке от 0,8 до 1,1 %.
3. Сталь 45Г2. Буква Г в шифре стали означает, что содержится марганец (Mn) в количестве 2%.
4. Сталь 50Г. Этот шифр обозначает, что это марганцевая сталь с содержанием 1% марганца (Mn) и 0,5% углерода (С).

Если в шифре сплава металла содержится более, чем 2,14% углерода (С), то — это чугун.

Марки стали коленвалов дизельных двигателей:

1. Сталь 40ХНМА.
2. Сталь 18ХНВА.

 

Элементы коленвала

Коленчатый вал (коленвал) ДВС состоит из:

1. Коренная шейка.
2. Шатунная шейка.
3. Щёки.
4. Передняя выходная часть вала или, по-другому — носок.
5. Задняя выходная часть вала, или, по-другому — хвостовик.
6. Противовесы.

Коренная шейка вала коленчатого вала — это специальное посадочное место для коренного подшипника, на котором сидит и вращается коленвал.

Обозначения рисунка «Коленчатый вал ДВС»:

1. Фланец маховика.
2. Противовесы.
3. Шатунные шейки.
4. Коренные шейки.
5. Щека.
6. Отверстия подвода масла к шейкам.
7. Противовесы.
8. Коренная шейка упорного подшипника.
9. Посадочное место звездочки (шестерни) привода распределительного вала.
10. Носок коленчатого вала.

В строении коленвала ДВС имеются коренные шейки, соединяющиеся с шатунныйми шейками посредством щёк. Помимо соединительной функции щек, они еще являются балансирами кривошипно-шатунного механизма, то есть выравнивают вес поршней и шатунов. Благодаря сбалансированному вращению коленвалу, двигатель работает плавно, без рывков.

На коренные и шатунные шейки надеваются подшипники скольжения, называемые вкладышами. Вкладыши тонкостенные располовинчатые из стальной ленты с антифрикционным слоем (то есть, устойчивым к трению).

Шатунная шейка является опорой для шатуна. Самой большой нагрузке в строении коленвала ДВС подвергаются места перехода от шеек к щекам.

Чтобы весь коленчатый вал двигателя не перемещался по оси, не имел осевой люфт, используется упорный подшипник скольжения. Подшипник скольжения удерживающий от перемещения по оси коленвала устанавливается на крайней или средней коренных шейках.

В конструкции шеек и щек коленвала конструкторами предусмотрены специальные отверстия для смазки. Через эти отверстия под давлением подается моторное масло к каждой шейке вала. Коренные шейки обеспечены такой индивидуальной смазкой. Через каналы в щеках, масло подается на шатунные шейки.

Задняя часть коленвала — это хвостовик, обеспечивающий передачу крутящего момента маховику, который закрепляется на хвостовике, а маховик, в свою очередь, передает вращение на коробку переключения передач.

Передняя часть коленвала — это носок. На носке монтируются такие детали:

На носке также монтируется, так называемый гаситель крутящих колебаний. Так как коленвал ДВС постоянно испытывает огромные нагрузки на кручение и излом, на носке необходимо подавлять вибрацию (колебания).

Гаситель вибраций коленвала состоит из двух дисков и растягивающегося элемента (резина, силикон, масляная жидкость, пружина). Вибрация на носке вала уменьшается благодаря гасителю крутильных колебаний.

 

Назначение коленвала

Во всех сложно-технических устройствах происходит возникновение одной одного вида энергии, которая кинематическими схемами преобразуется в другую, например, вращательное — в поступательное, и т.д.

В двигателе ДВС коленчатый вал — это сердце двигателя. Принцип работы коленвала следующий: когда поршень удалился на самое максимальное расстояние — щёки и шатун вытягиваются в одну линию. Далее, в рабочей камере сгорания цилиндра происходит взрыв топливно-воздушной смеси, из-за чего поршень опускается вниз с шатуном. Основание шатуна проворачивается вокруг оси шатунной шейки коленвала, так как шатун сидит на ней. После достижения поворота на 180 градусов, шатун начинает движение вверх и поднимает поршень. Таким образом происходит цикл вращения деталей цилиндро-поршневой группы.

Максимально удаленное и максимально приближенное расстояния от коленвала до поршней называются мертвыми точками, в мертвых точках скорость движения равна нолю.

 

Обработка коленвала.

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

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

 

Автор публикации

15 Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

Коленчатый вал двигателя

 

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

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

Устройство коленчатого вала 

Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками, к которым крепятся противовесы (могут быть отлитыми как одно целое с налом) переднего конца коленчатого вала, на котором имеются посадочный поясок крепления газораспределительного зубчатого колеса и шкива. На заднем конце коленчатого вала имеется маслоотражательный гребень, маслосгонная резьба и фланец (может отсутствовать) для крепления маховика. В торце имеется гладкое отверстие иод подшипник дли опоры ведущего вала коробки передач. В коренных шейках для масляных каналов выполнены отверстия пол углом к пустотелым шатунным шейкам, гле масло дополнительно очищается под действием центробежных сил.

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы и тактностъю двигателя. В большинстве случаев применяют полноопорные коленчатые валы, т.к. каждая шатунная шейка расположена между коренными. Для повышения износостойкости поверхностный слой коренных и шатунных шеек подвергают закалке на глубину 3—4 мм с нагревом ТВЧ. После термической обработки шейки валов, проводят шлифование шеек и полируют. Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек. Перед капитальным ремонтом двигателя проводят исследование дефектов коленчатого вала. После чего составляют технологическую последовательность ремонта по устранению дефектов коленчатого вала. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коленчатые валы двигателя:

а — двигателя автомобиля ЗИЛ-130; б — двигателя ЯМЗ — 236; в — КамАЗ-740; 1 — передний конец вала; 2 — грязеуловитель; 3 — шатунная шейка; 4 — противовесы; 5— масло отражатель; 6 — фланец для крепления маховика; 7 — коренная шейка; 8  — щека; 9 — гайка; 10 и 15 — съемные противовесы; 11 —  распрелелтельное зубчатое колесо;  12— установочный штифт; 13 — зубчатое колесо привода масляного насоса; 14 — винт: 16 — шпонка; А — величина перекрытия шеек.

Как работает коленчатый вал — все детали

Сгорание топлива приводит в движение поршень прямо вниз по цилиндру, работа коленчатого вала заключается в том, чтобы преобразовать это линейное движение во вращение — в основном, поворачивая поршень назад и поднимая его вверх по цилиндру.

Терминология коленчатого вала довольно специфична, поэтому мы начнем с наименования нескольких деталей. журнал это часть вала, которая вращается внутри подшипника. Как видно выше, на коленчатом валу есть два типа шеек: шатунных подшипников образуют ось вращения коленчатого вала, а шатунных шеек закреплены на концах шатунов, которые подходят к поршням.

Для дополнительной путаницы шатунные шейки сокращенно называются шатунными и обычно называются шатунов , или крупных журналов , Стержневые журналы связаны с основными журналами сетей ,

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

Задний конец коленчатого вала проходит снаружи картера и заканчивается фланец маховика , Этот прецизионный фланец крепится болтами к маховик , чья тяжелая масса помогает сгладить пульсацию поршней при стрельбе в разное время. Через маховик вращение проходит через трансмиссию и главную передачу на колеса. В автоматическом режиме коленчатый вал крепится болтами к зубчатый венец , который несет гидротрансформатор, передавая привод в автоматическую коробку передач.Это в основном мощность двигателя — и мощность берется там, где это необходимо: гребные винты для лодок и самолетов, индукционные катушки для генераторов и дорожные колеса в транспортном средстве.

Передний конец коленчатого вала, иногда называемый носиком, представляет собой вал, который выходит за пределы картера двигателя. Этот вал будет зафиксирован на зубчатой ​​передаче, которая приводит в движение клапанный механизм через зубчатый ремень или цепь [или в высокотехнологичных областях применения, зубчатые передачи], и шкив, который обеспечивает питание через приводной ремень для таких аксессуаров, как генератор переменного тока и водяной насос. ,

Части коленчатого вала

Главные журналы

шатунных подшипников или только основные журналы, зажаты в блоке двигателя, и именно вокруг этих журналов вращается двигатель. Все шейки коленчатого вала будут обработаны идеально гладкими, круглыми и часто закаленными. Основные шейки закреплены в седлах, в которых можно заменить вкладыш подшипника буду сидеть. Подшипник мягче, чем шейка, и его можно заменить, поскольку он изнашивается и предназначен для поглощения небольших количеств загрязнений, если таковые имеются, для предотвращения повреждения коленчатого вала. крышка главного подшипника затем прикручивается к цапфе и затягивается с точным указанием крутящего момента.

[Основная схема журнала с подшипниками и отверстиями]

Журналы работают на масляной пленке, которая вдавливается в пространство между цапфой и подшипником через отверстие в седле коленчатого вала и соответствующее отверстие во вкладыше подшипника. При правильном давлении масла и подаче масла шток и подшипник не должны соприкасаться.

Шатунные шейки

шатунных шеек смещены относительно оси вращения и прикреплены к большие концы шатунов поршней.Сбивают с толку, их обычно называют шатунов или Шатунный подшипник , Подача масла под давлением проходит через угловой масляный канал, просверленный из основного цеха.

В некоторых шатунах через них просверлен масляный канал, чтобы масло могло распыляться на стенку цилиндра. В этом случае опорные подшипники шатуна будут иметь канавку, позволяющую подавать масло в шатун.

Смазка коленвала

Контакт металл-металл является врагом эффективного двигателя, поэтому основные журналы и стержневые журналы движутся на масляной пленке, которая находится на поверхности подшипника.

Подача масла в основной опорный подшипник очень проста: масляные каналы из блока цилиндров ведут к каждому седлу коленчатого вала, а соответствующее отверстие в корпусе подшипника позволяет этому маслу достигать цапфы.

Подшипники шатунов требуют такой же смазки, но они вращаются вокруг коленчатого вала со смещением. Чтобы подать масло в эти подшипники, масляные каналы проходят внутри коленчатого вала — через главный цапфу, по диагонали через паутину и через отверстия в шатунных шейках.Канавка в главном подшипнике штока позволяет непрерывно нагнетать масло по каналу к шейкам стержня, чему способствует центробежная сила вращающегося коленчатого вала.

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

Противовесы

Коленчатый вал подвергается сильным вращательным силам, и масса шатуна и поршня, движущихся вверх и вниз, оказывает значительное усилие. Противовесы отливаются как часть коленчатого вала, чтобы уравновесить эти силы. Эти противовесы обеспечивают более плавный ход двигателя и более высокие обороты.

Коленвал будет сбалансирован на заводе. В этом процессе маховик присоединяется, и весь узел вращается на машине, которая измеряет, где он находится вне баланса. Балансировочные отверстия сверлили в противовесах, чтобы уменьшить вес. Если необходимо добавить вес, просверливается отверстие, а затем заполняется тяжелым металлом или кувшином. Это повторяется до тех пор, пока коленчатый вал не будет сбалансирован.

Упорные шайбы коленчатого вала

В некоторой точке по его длине будут установлены две или более упорные шайбы, чтобы предотвратить перемещение коленчатого вала вдоль. На изображенном коленчатом валу с обеих сторон центрального цапфы установлены упорные шайбы.Эти упорные шайбы располагаются между обработанными поверхностями в стенке и седлом коленчатого вала, поддерживая указанный небольшой зазор и сводя к минимуму величину бокового перемещения, доступного для коленчатого вала. Расстояние, на которое коленчатый вал может перемещаться от конца к концу, называется его конечным зазором, и приемлемый диапазон будет указан в руководствах по техническому обслуживанию.

В некоторых двигателях эти упорные шайбы сформированы как часть главных подшипников, в других, как правило, старых типах используются отдельные шайбы.

Главные сальники

Оба конца коленчатого вала выходят за пределы картера, поэтому необходимо предусмотреть какой-либо метод предотвращения утечки масла из этих отверстий.Это работа двух главных сальников, одного спереди и другого сзади.

заднее главное уплотнение устанавливается между задним главным цапфой и маховиком. Это обычно синтетическая резиновая манжета. Уплотнение вдавливается в углубление между блоком цилиндров и масляным поддоном. Уплотнение имеет фасонную кромку, которая плотно прилегает к коленвалу с помощью пружины, называемой пружиной с подвязкой.

Неисправный сальник представляет собой серьезную проблему, поскольку он находится рядом с главными журналами, которые получают и нуждаются в хорошей подаче масла под давлением.В сочетании с вращением коленчатого вала это приводит к быстрой потере моторного масла из-за любого повреждения сальника.

передний сальник похож на тыл, хотя его отказ менее катастрофичен, и к нему легче получить доступ. Передний сальник будет за шкивами и зубчатым колесом.

Масляное уплотнение само по себе является дешевой деталью, но для доступа к нему требуется много труда при снятии коробки передач, сцепления, маховика и, возможно, коленчатого вала.Поэтому рекомендуется заменять сальники каждый раз, когда двигатель демонтируется и детали доступны.

Расположение коленчатых валов

Базовый коленчатый вал, показанный выше, от встроенного 4-цилиндрового двигателя. Другие конструкции коленчатого вала будут зависеть от компоновки двигателя. Эта тема более подробно рассматривается в статье о компоновке движка. Но следует отметить, что в V-образных двигателях и двигателях W два шатуна могут иметь общий шатун.Некоторые типичные схемы расположения коленчатых валов показаны ниже.

V6 коленвал

Коленчатый вал V6 несколько специализирован, так как требует разделения шатунных шеек для поддержания равномерного интервала обжига. Это требует, чтобы журналы стержней были расщеплены или растопырены в так называемом шплинт или сплит-журнал дизайн.

недостатки

Коленчатый вал, будучи очень прочным, является надежным компонентом, и отказы коленчатого вала редки, если двигатель не подвергается экстремальным условиям.

Изношенные журналы

Без достаточного давления масла шейки коленчатого вала будут соприкасаться с опорными поверхностями, постепенно увеличивая зазор и ухудшая давление масла. В крайнем случае это может привести к повреждению подшипников и серьезному повреждению двигателя. Если журналы изношены ниже пределов их обслуживания или уже не идеально круглые, их необходимо заземлить, как описано ниже.

Усталость

Постоянные усилия на коленвале могут привести к усталостным разрушениям, которые обычно можно найти на желобке, где журналы соединяются с сеткой.Гладкий радиус этого филе имеет решающее значение, чтобы избежать слабых мест, ведущих к усталостным трещинам. Коленчатый вал можно осмотреть на наличие трещин, используя magnafluxing ,

Модификации и обновления

Шлифование коленчатого вала

Журналы изнашиваются со временем. Они могут иметь шероховатую поверхность, или могут быть заостренными или конусообразными. В этих случаях их поверхность может быть восстановлена ​​в процессе, называемом шлифованием коленчатого вала.Когда коленчатый вал заземлен, его шейки будут уменьшены в диаметре, и, следовательно, слишком большие, потребуется установить более толстые подшипники.

Stroker коленчатые валы

Объем цилиндра можно увеличить, перемещая поршни по более длинному ходу. Ход двигателя определяется радиусом кривошипа, который является расстоянием между шейками шатуна и основными шейками. Коленчатый вал с большим радиусом поворота коленвала обеспечивает более длинный ход и большую емкость цилиндра — это известно как коленчатый вал с ходовым механизмом.Более короткие шатуны потребуются при установке рукоятки. В противном случае поршни могут перемещаться слишком высоко в цилиндре, вызывая недопустимо более высокое сжатие или удар по крыше цилиндра.

Коленвалы

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

Офсетное шлифование

Альтернативой установке коленчатого вала ходового механизма является шлифование шеек шатуна до меньшего размера со смещением, что приводит к смещению центра цапфы от центральной линии коленчатого вала.Это показано выше.

Можно видеть, что при перемещении центра шейки стержня радиус кривошипа был увеличен, что привело к более длинному ходу. Это специализированная обработка, и возможное увеличение хода будет зависеть от толщины шеек.

Как сделан коленчатый вал

В большинстве серийных двигателей используется чугунный коленчатый вал, который изготавливается путем заливки расплавленного чугуна в форму. Кованые коленчатые валы используются в некоторых двигателях.Кованый коленчатый вал изготавливается путем нагревания стального блока до раскаленного красного цвета и последующего использования чрезвычайно высокого давления для придания ему формы.

После того, как коленчатый вал был выкован или отлит, его шейки и опорные поверхности обработаны идеально гладкими. Проходы нефти или нефтепроводы пробурены. Серийные двигатели, как правило, оставляют полотна с их первоначальной черновой обработкой, но рабочие двигатели обрабатывают каждую часть коленчатого вала, чтобы уменьшить сопротивление масла.

Шейки должны быть тверже, чем их подшипники, чтобы обеспечить любой износ заменяемых подшипников, а не коленчатого вала, который должен продолжаться в течение всего срока службы двигателя.Производственный процесс будет включать упрочнение этих областей путем азотирования или термической обработки.

Чрезвычайно высокопроизводительные и нестандартные коленчатые валы, изготовлены из блока твердого материала, образуя коленчатый вал заготовки. Изготовление одноразового коленчатого вала с помощью этого процесса обойдется минимум в 3000 долларов, поэтому оно предназначено для соревновательных гонок и восстановления.

,Коленчатый вал

— x-engineer.org

Коленчатый вал является движущейся частью двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Его основная функция — преобразовать линейное движение поршня во вращательное движение. Поршни соединены с коленчатым валом через шатуны. Коленчатый вал установлен внутри блока двигателя.

Изображение: кривошипно-шатунный механизм двигателя (источник: Rheinmetall)

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

Поршни, шатуны и коленчатый вал вместе образуют кривошипный механизм .

Вторичной функцией коленчатого вала является передача мощности на другие системы двигателя:

• фаз газораспределения
• масляный насос
• насос охлаждения (вода)
• компрессор кондиционера
генератор
• и т. Д.

Изображение: ICE Коленчатый вал с коваными противовесами

Коленчатый вал устанавливается в блок двигателя через его главные шейки. Шатуны закреплены на шатунных шейках коленчатого вала. На противоположных сторонах шатунных шеек коленчатый вал имеет противовесы, которые компенсируют внешние моменты, минимизируют внутренние моменты и, таким образом, уменьшают амплитуды колебаний и напряжения в подшипниках., На одном конце коленчатого вала соединен маховик, а на другом конце зубчатая передача клапана.

Изображение: коленчатый вал двигателя Описание (источник: Rheinmetall)

1. Сторона управления или приводной конец
2. Противовесы
3. Шатунный подшипник
4. Шатунный шток
5. Сторона маховика / передача усилия
6. Масляный канал

Номер главного Журналы и шатунные журналы зависят от количества цилиндров и типа двигателя (V-образный, прямой и т. д.).). Как в главных, так и в шатунных журналах коленчатый вал имеет отверстия для смазки (отверстие для масла), через которые масло течет при работе двигателя.

Изображение: коленчатый вал ICE с противовесами с болтовым креплением

Крутящий момент двигателя не является непрерывным, поскольку он создается только тогда, когда каждый поршень находится в цикле расширения. Благодаря этому на коленчатый вал устанавливается маховик, чтобы сгладить крутящий момент двигателя и снизить вибрации.

На V-образном двигателе в тех же шатунных шейках установлены два шатуна.Благодаря такому расположению V-образный двигатель с таким же количеством цилиндров является более компактным, чем прямой двигатель. Длина двигателя V6 короче длины 6-цилиндрового (L6) двигателя.

Изображение: Анимация кривошипно-шатунного механизма ICE (щелкните по нему)

Между коленчатым валом и блоком двигателя на главных шатунах установлены подшипники коленчатого вала. Их роль заключается в уменьшении трения через слой антифрикционного материала, который входит в контакт с креплениями блока двигателя.

Выпускается два типа коленчатого вала: , литой и , кованого . Противовесы также могут быть кованы непосредственно на коленчатый вал или закреплены болтами (крепятся болтами с резьбой).

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

Для любых вопросов или замечаний относительно этого урока, пожалуйста, используйте форму комментария ниже.

Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!

Руководство по коленчатым валам • Muscle Car DIY

Коленчатый вал — это сердце двигателя. Следовательно, он должен быть достаточно долговечным, чтобы выдерживать динамические требования двигателя, а это означает, что он должен выдерживать нагрузку на определенную мощность и крутящий момент. Он также должен соответствовать скорости вращения коленчатого вала и силам отклонения, возникающим при запуске цилиндра. Зазоры между главным и шатунным подшипниками должны быть правильными, чтобы основные шейки коленчатого вала и большие концы шатунов поддерживались. Кроме того, кривошип должен быть прямым, чтобы устранить сопротивление качению и предотвратить износ подшипника, и он должен быть надлежащим образом сбалансирован с вращающимися и возвратно-поступательными узлами.

---

Этот технический совет взят из полной книги, СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДВИГАТЕЛЯ: ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТОЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ. Для всестороннего руководства по всей этой теме вы можете посетить эту ссылку:

УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

Поделитесь этой статьей: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, в форумах или с любыми клубами, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https: // musclecardiy.ru / performance / руководство по проектированию двигателей коленчатых валов /

---

Типы коленчатых валов

Современные коленчатые валы предлагаются в трех основных конструкциях: литой, кованой и заготовочной. Литые шатуны подходят для мощности от 300 до 500 л.с., в зависимости от применения. Рукоятки из кованой стали, в зависимости от марки стали, рассчитаны на мощность до 1000 л.с. Коленчатые валы заготовок представляют собой предельную прочность для высокой мощности и преимущественно используются в гоночных приложениях профессионального уровня.

Сверхлегкие коленчатые рычаги для гоночных двигателей выпускаются с облегченными противовесами, просверленными орудиями и т. Д. С целью уменьшения вращательного веса. Кроме того, популярная модификация включает в себя обрезание и обрезание кромок противовесов. Бородавка (радиальный профиль) и кромка ножа (более узкий профиль фаски) вместе образуют поперечное сечение аэродинамического профиля конца противовеса. Профиль «бычий нос» находится на переднем конце противовеса, в то время как кромка ножа находится на заднем конце, в принципе сходна с поперечным сечением крыла самолета.Теоретически факторы сопротивления, такие как сопротивление воздуха и прилипание масла, уменьшены. Для уличного двигателя это не стоит времени и усилий. Зарезервируйте это для гоночных применений, где (теоретически) вы получите преимущества с уменьшенным сопротивлением воздуха и увеличенной смазкой. (Фото любезно предоставлено Каллис)

Литые коленчатые валы

Первый этап процесса литья включает в себя разливку расплавленной смеси железа и других сплавов в двухкомпонентную форму. Литье охлаждается, затвердевает и выходит из формы.На этом этапе выполняется чистовая обработка: обработка всех журналов; доработка противовесов, фланцев и носа; сверление / резьбонарезание отверстий под болты маховика; и бурение критических нефтяных проходов. Процесс литья создает случайную зернистую структуру, а материал является относительно пористым, поэтому литой кривошип подвержен разрушению и разрушению при высоком напряжении. Отличная «линия разъединения» от половин формы идентифицирует литые шатуны.

Кованые коленчатые валы

Кованый кривошип начинается с плотного кованого куска стали.Хотя конкретные процедуры могут отличаться у разных производителей коленчатого вала, кованые коленчатые валы обычно изготавливают, начиная со стального слитка, который нагревают до примерно 2200 градусов F, помещают в его формовочную головку и прессуют / бьют по ковке до шероховатой формы. Огромное давление (около 240 000 фунтов на квадратный дюйм при каждом ударе) уплотняет молекулы стали в очень плотную зернистую структуру, обеспечивая повышенную прочность.

Кованые коленчатые валы значительно прочнее литых коленчатых валов.Структура зерна более однородная и плотная, что делает ковку гораздо менее подверженной истиранию и растрескиванию.

Любая избыточная сталь, которая вытесняется из матрицы, затем обрезается, обычно в процессе резки. Затем грубая ковка подвергается термообработке и отпуску. Затем следует чистовая обработка и снятие напряжения. Снятие напряжения выполняется для устранения любых внутренних напряжений, которые могли возникнуть во время обработки. Наконец, поверхностное упрочнение выполняется. Использование плотных стальных слитков, которые выкованы под воздействием тепла и давления, приводит к гораздо более прочному коленчатому валу, который обладает гораздо большей устойчивостью к растрескиванию, чем отливка.

.

распределительных валов и коленчатых валов объяснил простой путь

Эти два вала неразрывно связаны и являются важными компонентами любого четырехтактного двигателя. Вот все, что вам нужно знать!

Двигатели, трансмиссии и передача мощности представляют собой сложную группу зубчатых колес, валов и шатунов, которые делают внутреннее сгорание одним из величайших изобретений человечества.Эффективность микросхемы прошла долгий путь с 1876 года, и многое можно сказать о двух разных типах валов, которые идеально разработаны, чтобы помочь запустить цикл двигателя и передать крутящий момент, создаваемый сгоранием, по линии передачи в трансмиссию. Это соответственно распредвал и коленвал, поэтому давайте рассмотрим, что они из себя представляют и какова их основная роль в трансмиссии автомобиля.

Распредвал