Двигатель внутреннего сгорания не зря считается наиболее важным и значимым элементом автомобиля, ведь от качества его комплектующих и сборки системных узлов и агрегатов зависит всё, что касается его управления и мощности. Своевременный ремонт как мотора в целом, так и его составляющих влияет на срок его службы, безопасность и комфортабельность передвижения. Без сомнений, корректная работа силового агрегата повышает его эксплуатационные характеристики, а также срок службы всех элементов ходовой части автомобиля.
Конструктивным элементом двигателя внутреннего сгорания является коленчатый вал, выполняющий роль оси. Этот механизм передаёт вращательный момент от двигателя прямо на трансмиссию, выдерживая при этом чрезвычайные нагрузки. В таких условиях через определённое время некоторые составляющие коленчатого вала, такие как сальники и подшипники, изнашиваются, а также происходит увеличение зазоров между узловыми элементами. Всё это не только способствует возникновению шумов и утечки масла, но и приводит к значительному понижению мощности. А ведь это очень неприятное явление для автомобилей.
Как вы уже знаете, коленвал – самая ответственная и самая загруженная деталь силового агрегата, которая при всём этом и самая дорогостоящая. Коленчатый вал работает в условиях просто «адского» труда. Он выдерживает ударные и динамические нагрузки, силу трения, неравномерные моменты, колебательное кручение и вибрации, экстремальные температуры и статические нагрузки от близко расположенных деталей. Именно коленвал «отдувается» за все огрехи заводской сборки силового агрегата.
В первую очередь, на ресурсе коленчатого вала пагубно отобразятся геометрические дефекты блока цилиндров и шатунов. Но не будем заострять внимание на таких высоких требованиях к данной детали, ведь коленвал, собранный качественно, в грамотно сконструированном двигателе пройдёт не одну сотню тысяч километров без каких-либо огрехов.
Когда вы будете приобретать коленчатый вал перед сборкой силового агрегата своего автомобиля, на вас ложится обязанность полной его проверки перед монтажом в двигатель внутреннего сгорания. Осуществить это возможно на ремонтном предприятии, на заводе либо шлифовальной мастерской. Даже совершенно новый коленчатый всё равно придётся перед установкой проверить. Но всё же, среди новых коленвалов дефекты встречаются гораздо реже, чем среди ремонтных – практически доказано.
Большинство проблем, встречающихся среди коленчатых валов – типичные:
1. Шейки коленчатого вала слишком быстро изнашиваются
Наиболее часто это связано с проблемами блока. Чтобы убедиться в наличии данной неполадки, необходимо обязательно продиагностировать геометрию посадочных мест блока под подшипники. В данном случае может возникнуть разбалтывание коленчатого вала в постелях блока. Это приводит к значительному увеличению нагрузок и скорейшему износу.
Вторая причина, которая стала наиболее актуальной в последнее время – это некачественные материалы, из которых изготовлены составляющие части коленчатого вала. Рынок заполнен огромным количеством коленвалов импортного производства, которые подкупают своей стоимостью. Но среди них присутствуют и вполне хорошо зарекомендовавшие себя качественные изделия от известных марок-производителей. Хотя, смотря правде в глаза, подделок там гораздо больше. Порой конечные потребители запутываются в своём выборе. При использовании чугуна высокой прочности, ресурс коленвала практически не колеблется. Но если производители решают экономить на материале, используя мягкий серый чугун или сталь, которая не закалена высокочастотными токами, тогда ресурс коленчатого вала значительно сокращается, как и ремонтные периоды.
2. Задиры шеек коленвала
Как правило, на появление задиров на поверхности шеек коленчатого вала влияет плохое состояние смазочной системы двигателя. Тут появляется большое количество различных факторов: моторное масло низкого качества, нарушение сроков его замены, зашлаковывание масляного фильтра, слабое давление в системе. Задиры также образовываются из-за проблем с охлаждением силового агрегата или нарушением его температурного режима, ведь слишком высокие температуры способствуют разжижению масла. Изношенные поршневые кольца пропускают частички топлива или продукты сгорания в масло, что также меняет его структуру.
В таком случае необходимо отшлифовать коленчатый вал и заменить вкладыши. Следует проверить и систему смазки, и охладительную систему, и систему питания мотора, заменить фильтры, провести проверку масляных каналов и поменять кольца поршней по необходимости. В таком случае наиболее финансово выгодно будет провести полный капитальный ремонт силового агрегата вместо выполнения большого перечня работ.
3. Поверхности под полукольца осевого смещения коленчатого вала слишком быстро изнашиваются
Такая проблема встречается гораздо реже вышеуказанных. Самой частой причиной появления такой неисправности является проблема с приводом выключения сцепления. Она возникает из-за водителя, точнее, из-за некорректного эксплуатирования. При таком дефекте следует провести замену полуколец осевого смещения и отремонтировать привод системы сцепления. Обращайте внимание на правильность эксплуатации в профилактических мерах. Полукольца осевого смещения, как правило, можно приобрести вместе с вкладышами, которые входят в состав комплекта коренных вкладышей. Исключением являются полукольца осевого смещения ДЗВ, продающиеся отдельно.
4. Поверхность шеек коленчатого вала покрывается царапинами
Это достаточно часто встречающийся дефект. Царапины на шейках нужно уметь различать от трещин, появляющихся вследствие усталости. При ближайшем рассмотрении царапины можно увидеть светлое дно, когда у трещины таковое не проглядывается. После полирования царапины пропадают, а трещины остаются на месте. Простые царапины образовываются только на шейке, тогда как трещины заходят и на гантель. Царапина обычно прямая, в то время как трещина ломаной формы. Появление незначительных царапин происходит после долговременной эксплуатации. Также образование царапин происходит при наличии в масле посторонних мелких предметов.
5. Прогиб коленчатого вала и его биение
Коленчатые валы прогибаются зачастую на большой технике по типу комбайнов в силу своей длины. Также в большой мере ось коленчатых валов прогибается на рядных двигателях с большим количеством цилиндров. Прогибание коленвалов случается также из-за того, что они были произведены из некачественных материалов. Провести проверку коленчатого вала на предмет его изгибания достаточно просто. Вал ложится на призмы, которые установлены на металлическую плиту. Коленвал вращают и при помощи индикатора проверяют прогиб оси коленчатого вала. Допустимый изгиб составляет 0,1 мм. При обнаружении большего изменения необходимо выровнять коленвал.
6. Отклонение шеек от размера
То, что шейки коленвала постепенно изнашиваются – это процесс в пределах нормы. Во время монтажа в двигатель коленчатого вала, к его размеру выдвигаются определённые требования. Соответственно, они разнятся для различных коленвалов. Допуск для нового коленчатого вала не должен превышать две сотки. При ремонте двигателя – не более пяти. Если отклонение шеек коленвала превышает пять соток, это означает, что они нуждаются в шлифовке на следующий ремонтный размер.
7. Трещины коленчатого вала
Трещина – это очень опасный дефект коленчатого вала, могущий привести к скорому усталостному излому, а это, в свою очередь, со временем выведет из строя сопрягаемые элементы. При обнаружении трещин различного размера и локализации, следует проводить незамедлительный ремонт коленчатого вала. Трещины определяются при тщательном визуальном осмотре коленчатого вала с одновременным простукиванием молоточком. Также можно применять магнитные дефектоскопы. Ни в коем случае не доверяйте людям, которые говорят, что могут отремонтировать треснувший коленвал – это полная чушь! Треснувший коленвал подлежит исключительно его замене. Далее мы и поговорим о процессе замены коленчатого вала.
1. Прежде чем снять коленчатый вал с двигателя, необходимо замерить его осевой люфт и зафиксировать это показание. Это облегчит вам работу по выбору упорных осевых вкладышей по их толщине. Найдите метки на крышках коренных вкладышей и блоке цилиндров, которые определяют место и направление монтажа крышек коренных подшипников. Если таковые метки отсутствуют (это бывает достаточно редко, но всё же), нанесите их для однозначного определения расположения крышек. Будьте предельно осторожны, чтобы не перепутать метки расположения крышки на блоке с метками размерной группы установленных вкладышей, у которых может присутствовать цифровое обозначение. При необходимости обратитесь к мануалу вашего автомобиля.
2. Демонтируйте все детали, которые мешают снятию коленчатого вала: шкив привода вспомогательных агрегатов с гасителем крутильных колебаний, зубчатый шкив или звёздочку привода газораспределительного механизма, передний и задний сальники коленчатого вала и маховик. Порой необходимо демонтировать маслоприёмник насоса, отдельный задающий ротор датчика положение коленчатого вала и другие детали, которые указаны в мануале по ремонту.
3. В некоторых руководствах описывается очерёдность и методы, которыми следует откручивать болты крышек коренных подшипников коленвала, но в основном это не указывается. Но даже если вы не найдёте этой информации в руководстве, то это совсем не означает, что болты можно откручивать как попало. На самом деле такие руководства ориентированы по большей степени на квалифицированных механиков, которые знают, как это правильно сделать. Но у нас порой даже те, кто называет себя профессионалами, откручивают болты с одного края до другого сразу, проходя подряд. Если в мануале всё же имеется такая информация, тогда следует делать так, как там сказано.
Если же нет, тогда откручивайте болты по направлению спирали. Начинать необходимо с краёв, постепенно передвигаясь к центру. Ни в коем случае не откручивайте все болты разом, только за несколько проходов. За первый проход ослабьте болты только на четверть оборота, проходя строго по спирали. При втором так же, и только на третьем снимите все болты полностью.
Такой метод откручивания применяется и при снятии, а также установке разных крышек и деталей корпуса. При этом откручивание необходимо проводить одновременно с обоих краёв, постепенно двигаясь к центру. В вкручивании же следует проводить всё в обратном порядке.
4. Демонтируйте крышки коренных подшипников так, чтобы вкладыши не упали. Расположите их в строгой последовательности расположения в двигателе. Снимите коленвал. Проанализируйте состояние вкладышей на предмет износа. Это поможет определить некоторые неисправности двигателя.
5. В том случае, если у коленчатого вала корпус с коренными подшипниками общий, тогда болты необходимо откручивать в строго определённой последовательности, которая указана в мануале, и также не за один подход. Если в руководстве предусмотрено повторное использование болтов, тогда сделайте шаблон из плотного картона с прорезанными отверстиями по форме блока крышек коренных подшипников. Каждый снятый болт вкручивайте обратно в строго необходимое отверстие.
6. Очень внимательно проверьте состояние всех деталей коленчатого вала, крышек коренных подшипников, осевых и радиальных вкладышей, а также болтов крепления крышек коренных подшипников.
7. При снятии коленчатого вала крайне осторожно отнеситесь к полированным поверхностям шеек подшипников или контактных поверхностей переднего и заднего сальников, чтобы не повредить их.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Коленчатый вал находится в блоке цилиндров двигателя и позволяет преобразовать возвратно-поступательное движение поршней с шатунами во вращение. Это вращение посредством трансмиссии передаётся на ведущие колёса автомобиля.Изготавливается коленвал ковкой из высоколегированной стали, либо отливкой из высокопрочного чугуна, с последующим упрочнением и механической обработкой. Поскольку моменты он передаёт не шуточные, то требования к прочности на изгиб и кручение коленчатого вала очень высоки.
Коленчатый вал, это кривошип. Отсюда и название «кривошипно–шатунный механизм». В него входит коленчатый вал вместе с поршнями, их кольцами, пальцами и шатунами. А также маховик с венцом и шкив привода вспомогательных механизмов.Из названия ясно, что вал не прямой, а имеет такие элементы конструкции, как колена. Называются они шатунными шейками.
Центром вращения коленвала являются коренные шейки. Между коренными и шатунными шейками находятся щёки, на которых выполнены элементы, называемые противовесами. Переход от каждой шейки на щеку выполнен не под прямым углом, а имеет радиус — галтель. Галтель нужна для предотвращения появления усталостных трещин, так как в этом месте вала наибольшая концентрация напряжения металла.
В качестве подшипников в которых вращаются шейки коленчатого вала, используются вкладыши. Вкладыши, это подшипники скольжения. Они изготавливаются из стальной полосы, согнутой по радиусу шейки коленчатого вала и покрытой тонким слоем сплава алюминия, или бронзы, имеющим низкий коэффициент трения. На вкладышах имеются замки, предотвращающие их проворачивание в своих пастелях.
Между шейкой коленвала и поверхностью вкладыша предусмотрен зазор. При работе двигателя в этом зазоре всё время находится масляная плёнка — масляный клин. По сути, коленчатый вал вращается на этом масляном клине, а не на вкладыше.
Для подвода масла в места контакта шеек и вкладышей, в коленчатом вале имеются масляные каналы, соединённые с главной масляной магистралью и масляным насосом.
У мотоциклетных двухтактных моторов, а также промышленных и сельскохозяйственных дизелей с большим рабочим объёмом цилиндров, в качестве подшипников для коленвалов могут применяться:
Для передачи крутящего момента на трансмиссию, на заднем конце коленчатого вала болтами крепится маховик. За счёт своего большого веса и инерции, он сглаживает толчки от поршней при их рабочем ходе.
В последнее время получают распространение двухмассовые маховики, выполняющие ещё и роль демпфера крутильных колебаний.
В трансмиссиях с механическими коробками передач, маховик является ведущим диском сцепления. В трансмиссиях с автоматическими коробками передач на маховике крепится корпус насосного колеса гидротрансформатора.
На переднем конце коленчатого вала, как правило, на шпоночном соединении, крепятся шестерня – зубчатый шкив привода ГРМ и шкив привода вспомогательных механизмов.
Из-за мировой тенденции моторостроения к уменьшению веса и размеров деталей кривошипно–шатунного механизма, а также увеличению номинальных оборотов и степени сжатия двигателей, появилась проблема возникновения резонансных колебаний, приводящих к поломке коленчатых валов. Для её устранения, в шкивы коленвалов стали встраивать демпферы, гасящие крутильные колебания. Как уже отмечалось, на это же нацелены двухмассовые маховики.
Наверх
К основным неисправностям коленчатых валов относятся:
Самой распространённой неисправностью, является износ шеек. Признаком предельного износа шатунных шеек коленчатого вала и их вкладышей, является металлический стук, частота которого вдвое меньше частоты вращения коленвала. После прогрева мотора и под нагрузкой стук усиливается. Если отключить форсунку, или подачу напряжения на свечу зажигания в цилиндре, шатун которого взаимодействует с изношенной шейкой, стук значительно уменьшается, или совсем пропадает.
Глухой металлический стук, равный частоте вращения коленчатого вала, усиливающийся под нагрузкой и после прогрева двигателя, является признаком аварийного износа коренных шеек и их вкладышей. Такой стук может говорить и о деформации коленвала из-за перегрева шеек при разрушении вкладышей.
Пониженное давление в системе смазки, особенно на холостом ходу прогретого мотора, и быстро пропадающий стук после запуска двигателя, тоже являются косвенными признаками износа вкладышей и шеек коленчатого вала. При поломке щеки коленчатого вала рядом с коренной шейкой, также будет слышен металлический стук, кратный оборотам вала.
Трещины на шейках выявляются на снятом с мотора коленвале.
Наверх
Если продолжать эксплуатировать двигатель с явными признаками сильного износа коленчатого вала, то последствиями такой эксплуатации может быть:
Если всё это происходит на больших оборотах, то проворот вкладышей в своих пастелях, с последующим дорогостоящим ремонтом этих пастелей, или заменой блока цилиндров и шатунов, также весьма вероятны.
Последствиями эксплуатации мотора, коленвал которого имеет трещины, также может быть его поломка и деформация пастелей вкладышей в блоке.
После заклинивания застучавшего двигателя, не нужно пытаться провернуть его коленчатый вал большим воротком, или с буксира. Последствием этого обязательно будет проворот вкладышей, приварившихся к шейкам КВ, в своих пастелях.
Наверх
При самостоятельной «укладке» коленчатого вала в мотор своего автомобиля, нужно помнить простые правила:
Если с шатуном всё в порядке, надо вставить вкладыши в шатуны, смазать их маслом, лучше трансмиссионным, и затянуть положенным моментом. Каждый на своей шатунной шейке. Провернув шатун на несколько оборотов вокруг шейки, снимаем его и проверяем поверхность вкладышей. На них не должно быть никаких следов от контакта с шатунной шейкой. Если есть следы касания, а шатун тяжело проворачивается вокруг шейки, вкладыш придётся заменить.
Нужно помнить, что крышка на заводе растачивалась заодно со своим шатуном, в положении, когда пазы под замки вкладышей находятся с одной стороны. Поэтому путать между собой крышки и шатуны нельзя. При установке крышки на шатун, замки вкладышей должны находиться с одной стороны.
Проверив шатуны и их вкладыши, приступаем к укладке коленчатого вала в блок цилиндров. Требования к пастелям коренных вкладышей в блоке цилиндров такие же, как у шатунов. Кроме того, пастели в блока цилиндров должны быть строго сосны. Несоосностью и износом пастелей особенно подвержены блоки цилиндров из лёгких сплавов.
Если с размерами и соосностью пастелей всё в порядке, вставляем в них вкладыши. Как правило, коренные вкладыши, вставляемые в блок цилиндров, имеют проточку посредине для лучшего подвода масла, а вкладыши в крышках, на которые приходится основная нагрузка при работе двигателя – сплошные. Путать их при сборке нельзя.
Установив в свои пастели упорные кольца, смазываем вкладыши маслом и укладываем в них коленчатый вал. Устанавливаем на свои места крышки коренных подшипников и затягиваем их положенным моментом. Затяжку начинаем от средней крышки к крайним, в шахматном порядке.
Крышки нельзя путать между собой, так как отверстия под коленвал в блоке цилиндров растачивают за один проход, с затянутыми болтами крепления крышек. При этом пазы под замки вкладышей в пастели блока цилиндров и её крышке, находятся с одной стороны. В таком положении их и нужно устанавливать при сборке коленчатого вала с блоком.
После затяжки всех крышек, проворачиваем коленвал на несколько оборотов. Он должен свободно, без заеданий проворачиваться от руки. Замеряем осевой зазор между упорными полукольцами и щекой и снимаем коленвал.
Осматриваем все вкладыши. На них не должно быть следов касания с шейками. Если это так и замеренный осевой зазор упорных полуколец соответствует норме, окончательно укладываем коленчатый вал в блок цилиндров и затягиваем его крышки от центральной к крайним положенным моментом.
Если какие то вкладыши зажимает, а с геометрией коленвала и пастелей блока цилиндров всё в порядке, такие вкладыши придётся заменить.
Вот собственно и всё о коленчатом вале.
Наверх
dranduleti.com
Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
Выемка из блока дизельного двигателя коленчатого вала трактора Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др.
Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.
В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.
Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.
Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования» особенно в автоматизированном производстве.
Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.
Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.
При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках.
dic.academic.ru
Наверное каждый автолюбитель задавался вопросом: что такое коленвал, что он из себя представляет? В данной статье мы дадим ответ на это вопрос.
Усилия, передаваемые поршнями через шатуны, воспринимает коленчатый вал. Затем они преобразуются в крутящий момент. Главные требования к коленчатому валу – это жёсткость и прочность.
Материалом изготовления коленчатого вала является сталь и высокопрочный чугун. Стальные валы куют, а чугунные выливают в изготовленные формы. Поверхности шатунных и коренных шеек обрабатывают термически, придают им прочность, а затем шлифуют.
На коленчатом валу имеется несколько шатунных и коренных шеек. Они соединены между собой щёчками, которые имеют продолжение в противоположную от шейки сторону и создают противовес. В конструкции двигателей некоторых грузовых автомобилей имеются противовесы, крепящиеся к коленчатому валу при помощи болтов. Диаметр коренных шеек всегда больше шатунных. Если посмотреть на коленчатый вал с его торца, и Вы увидите, как шатунные шейки перекрывают коренные, то это означает, что у него очень жёсткая конструкция. Двигатель, в котором поршень имеет короткий ход, сделать перекрытие шеек проще. Коленчатый вал называется полноопорным, если слева и справа от шатунной шейки расположены коренные шейки. При отсутствии с обеих сторон коренных шеек, такой вал называют неполноопорным. Его масса будет увеличенной, он может выдерживать сильные закручивающие и изгибающие нагрузки, а конструкция при этом более жёсткая.
Наибольшее распространение получили полноопорные коленчатые валы. Разборные коленчатые валы в современных двигателях внутреннего сгорания применяют редко. Сопряжение от щёчки к шейке делают по радиусу, потому что в этом месте большое количество напряжений. Образование трещин и дальнейшее разрушение в этом месте в такой конструкции сведены почти на ноль.
Тонкостенные, разъёмные вкладыши используются как подшипники скольжения в шатунных и коренных шейках. Их изготавливают из тонкой стали, на поверхность которой наносят антифрикционный сплав (баббит). С помощью особого выступа они устанавливаются в специальные канавки, что не даёт им проворачиваться в опорах коленчатого вала. Упорные подшипники скольжения удерживают коленчатый вал от осевого смещения.
Технологические отверстия (масляные каналы) просверлены внутри шеек и щёчек коленчатого вала. Моторное масло поступает всё время под давлением, потому что незначительная продолжительность работы коленчатого вала без масла приведёт к его поломке. Он не выдержит нагрузки и заклинит.
Маховик крепится к его задней части. Он выводит кривошипо - шатунный механизм из мёртвых точек, запасает и отдаёт энергию на разных тактах, а также снижает неравномерность работы двигателя в целом. Маховик изготавливают из чугуна, и он имеет форму диска. Масса у него большая. Зубчатый венец напрессован на наружную поверхность маховика. При помощи него электрический стартер при пуске передаёт движение на коленчатый вал. Если на двигателе внутреннего сгорания три и больше поршня, то рабочий ход одновременно начинается в двух или большем количестве цилиндров. Масса маховика на таких двигателях мала, а крутящий момент плавный.
Видео - изготовление коленвала
Крутильные колебания – это непрекращающееся раскручивание и закручивание коленчатого вала. Если произойдёт совпадение частот внешних сил и крутильных колебаний, то последствием этого станет резонанс, который приведёт к поломке коленчатого вала. На старых автомобилях в двигателях коленчатые валы ломались в месте сопряжения коренной шейки со щёчкой. Количество оборотов и высокая жёсткость современных коленчатых валов не подвержены пагубному влиянию резонансных частот. Однако на двигателях имеются гасители крутильных колебаний, снижающие виброактивность коленчатых валов. Шкив коленчатого вала делят на две части, заливают их резиной, центруют, и после этого за счёт внутреннего трения он будет поглощать вибрацию.
В настоящее время огромную популярность приобрели двухмассовые маховики, выполняющие роль гасителей крутильных колебаний.
Также на двигатели внутреннего сгорания устанавливают новейшие тороидные стартер – генераторы, позволяющие ему работать при максимальных нагрузках, при помощи электронного блока управления снижать вибрации и колебания, а также бесшумно производить запуск.
autosteam.ru
Коленвал — деталь сложной формы, благодаря которой соединяется в одно целое поршневая группа. В цилиндрах происходит сжатие и воспламенение топлива, поршень двигается поступально вперед и назад. Движение поршней через шатуны передается на коленчатый вал. На коленвале содается крутящий момент, передаваемый затем от двигателя на трансмимссию автомобиля. Изготавливается эта деталь из особопрочных сплавов стали или чугуна. Для того, чтобы коленвал выдерживал температурную и механическую нагрузку, производят его путем ковки и штампования на специальных станках. Конструкция деталипринципиально не меняется уже много десятилетий.
Коленвал
На спортивных автомобилях устанавливают так называемый, «облегченный» коленвал — его масса уменьшена за счет более точной балансировки и уменьшения маховика, а так же благодаря изготовлению из более легких сплавов. Это позволяет двигателю быстрее набирать обороты и выдавать больше мощности. На серийных автомобилях, не участвующих в соревнованиях, не рекомендуется установка облегченного коленвала.
На ранних моделях автомобилей коленвал можно было проворачивать с помощью специальной рукояти, в народе называемой «кривой стартер«. Так двигатель можно было запустить «вручную», а на самых ранних автомобилях и некоторых грузовых моделях 20 века двигатель заводился только таким образом. Вплоть до 90х годов прошлого столетия владельцы жигулей, москвичей и уазов возили такую рукоять в багажнике, а в морозы двигатель обязательно перед запуском о стартера несколько раз «проворачивали» вручную. Это значительно облегчало пуск и позволяло избежать поломки промерзшего двигателя. В современных двигателях эта проблема практически отсутствует. Во-первых, сильно изменились составы моторного масла и оно практически не замерзает, вплоть до -50С. Во-вторых, значительно изменились конструкции двигателей и материалы изготовления деталей, что делает беспроблемным хлоодный пуск двигателя даже после длительной стоянки в условиях сниженных температур.
При сильном износе коленвала двигатель может выйти из строя или вовсе «заклинить». Поэтому, несмотря на то, что деталь изготавливается из выскопрочных сплавов, при большом «пробеге» двигателя может потребоваться ее ремонт или полная замена. На старых двигателях, ввиду значительной стоимости детали, ее обычно стараются отремонтировать. На новых моделях, ввиду невозможности обработки детали вне заводских условий и отсутствии запчастей, деталь заменяется аналогичной.
Распределительный вал в двигателе служит для открытия и закрытия клапанов в цилиндрах строго в соответствии с расчетными интервалами. Распредвалов в двигателе может быть несколько, в зависимости от конструкции. Обычно устанавливается один или два вала на каждую группу цилиндров. Автомобильный двигатели, как правило, имеют один или два распредвала.
Двигатели так же могут разделяться на верхне- и нижневальные, в зависимости от расположения распредвала — в головке блока цилиндров или в его основании. Для управления фазами газораспределенияв двигателе распредвал жестко связан с коленвалом одним из способов: привод ремнем или цепью или через шестерни. На спортивных автомобилях устанавливается распредвал с измененными кулачками, для соответствующего изменения в фазах газораспределения двигателя. Это, с одной стороны, может служить для увеличения мощности двигателя, а с другой, может приводить к быстрому износу деталей, не рассчитанных на такую работу.
Распредвал
Распредвал при работе, так же, как и любая деталь двигателя, подвержен износу. В двигателях старых поколений иногда возможен ремонт распредвала, путем наплавления кулачков и их последующей обработки и замены вкладышей. В современных двигателях распредвал не ремонтируется, а сразу заменяется на новый.
Долговременную работу распредвала обеспечивает хорошо работающая система смазки в двигателе. При недостаточном уровне смазки происходит ускоренный износ детали, что может приводить к сбоям в работе двигателя — нарушению фаз газораспределения, неравномерной работе одного или нескольких клапанов.
Часть современных двигателей лишена распредвала, а газораспределительным механизмом управляет электроника с помощью электро-механических приводов. Это позволяет задавать режимы работы двгателя, отличающиеся от сьандартных и не зависящие от оборотов коленвала.
Коленвал и распредвал в двигателе служат для выполнения разных задач. Конструктивно при отсутствии любой из этих деталей двигатель не будет работать. Коленвал всегда один и служит основой цилиндро-поршневой группы. Распредвалов может быть больше одного, может не быть вовсе. Коленвал не может выполнять функции распредвала и наоборот. Изначально в конструкции двигателя внутреннего сгорания был только коленвал, а распредвал появился значительно позже.
vchemraznica.ru
Коленчатый вал является одним из самых дорогостоящих и ответственных составных элементов конструкции двигателя внутреннего сгорания. Именно данная конструкция является преобразователем возвратно-поступательного движения поршней в крутящий момент. Коленвал (коленчатый вал) воспринимает на себя все переменные нагрузки, которые возникают посредством силы давления газов и инерционных сил, которые движут и вращают определенные массы.
Как правило коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания является цельным конструктивным элементом. Именно поэтому следует называть коленвал деталью. Данная деталь изготовляется с помощью ковки из стали, а также с помощью литья из чугуна. На турбированных и дизельных двигателях коленчатые валы принято устанавливать прочные и стальные.
Для автолюбителя необходимым элементом познаний о коленчатом вале будет изучение его схемы и структуры. Если говорить о конструкции данного устройства, то она соединяет в себе несколько шатунных и коренных шеек, которые между собою соединяются с помощью щек. Как правило коренных шеек всегда больше на одну единицу, а сам вал, который имеет такую компоновку, называется полноопорным. Сами коренные шейки имеют значительно больший диаметр, чем шейки шатунные.
В противоположном от шейки шатунной направлении продолжением щеки является противовес. Основное предназначение противовеса – уравновесить все весовые категории поршней и шатунов. Вследствие данной процедуры обеспечиться полностью плавная работа двигателя внутреннего сгорания. Шатунная шейка, которая располагается между двумя щеками носит название колена. Такого рода колена размещаются в зависимости от порядка работы, расположения и числа цилиндров, а также в зависимости от тактности двигателя. Именно положения данных колен должно целиком обеспечить равновесие в двигателе, равномерность воспламенения воздушно-топливной смеси, а также обеспечить наименьшие колебания крутильные и моменты изгибающие.
Сама шатунная шейка предназначается и выполняют функции опорной поверхности для определенного шатуна. Самым же нагруженным из всей конструкционной схемы коленчатого вала является то место, где находится переход от коренной или шатунной шейки к щеке. Для того, чтобы снизить концентрацию напряжения нужно выполнять переход от шейки к шейке с определенным радиусом закругления. Галтели (радиус закругления) в полной совокупности могут увеличивать длину коленвала. А для того, чтобы наоборот уменьшить длину, необходимо выполнять данный радиус закругления с определенным углублением в шейку или щеку.
В опорах вращения коленчатого вала, а в шатунных шейках шатунов происходят посредством подшипников скольжения. В качестве такого рода подшипников используются разные разъемные тонкостенные вкладыши, изготавливаемые их ленты стали, на которую был нанесен антифрикционный слой. Препятствует проворачиванию вкладышей, которые расположены вокруг шейки, выступ, фиксирующий их еще в опоре. Для того, чтобы предотвратить осевые перемещения коленчатого вала необходимо использовать подшипник скольжения, который является упорным. Он будет устанавливаться на крайней или средней коренной шейке.
По бокам крышки опоры третьего коренного подшипника располагаются упорные полукольца. Если объяснять на просторечии, то данные полукольца устанавливаются между щеками коленчатого вала и опорой всего блока. Такого рода полукольца, собственно, и удерживают весь коленчатый вал от перемещения осевого, люфта.
С определенным временем эксплуатации транспортного средства полукольца уменьшаются, в то время как люфт – увеличивается. Тем не менее это не является самым опасным для автолюбителя. Проблемы могут возникнуть в тех случаях, если со временем кольца сотрутся до определенной степени, вследствие чего прекратят все попытки держаться и выпадут в картерный поддон. Это и есть огромной проблемой, так как при отсутствии кольца между крышкой блока и коленчатым валом, сам коленчатый вал начинает непосредственный процесс шлифовки опорной крышки.
Неприятность этой возникшей ситуации очень большая. Заключается она в том, что сама опорная крышка подшипника блока отливается вместе с самим блоком для повышения точности. Таким образом, если не будет вовремя определен люфт коленчатого вала, то можно добиться необходимости в замене всего коленчатого вала и блока. Помимо этого, при увеличенном люфте коленчатого вала происходит постоянное выдавливание заднего сальника коленчатого вала, а также утечка масла. Сам задний сальник коленвала располагается за маховиком. Таким образом, чтобы произвести тотальную замену данного устройства автовладельцу придется произвести огромный объём ремонтных работ.
Как определить, что данная деталь вышла из срока эксплуатации? Это сделать очень просто. Сначала нужно взять монтажку. После, необходимо упираться ей с одной стороны в непосредственно кузов, а с другой стороны надавливать на генераторный шкив в коленчатом вале. В таком случае осевой зазор коленчатого вала не должен составлять максимально допустимый зазор – 0,35 миллиметров. Помимо этого необходимо попросить кого-нибудь выжать сцепление, в этот момент наблюдая за коленчатым валом. Если в такой ситуации заметен очень сильный люфт, то необходимо незамедлительно произвести замену всех полуколец. Это объясняется тем, что при выпадении полукольца, коленчатый вал будет стачивать канавку на самой крышке подшипника, а новое кольцо просто не будет держаться на этом месте. Вообще, рекомендуется проверять люфт после каждых 100 тысяч пробега транспортного средства.
Замена полуколец производится достаточно просто. Необходимо приобрести полукольца, герметик и прокладку масляного поддона. Так как нужно будет слить масло с самого двигателя, работу, которая называется заменой полуколец может объединяться с работой по замене масла. Помимо этого можно почистить маслоприемник и поддон. Интересный факт, что полукольца на самом заводе производителя устанавливаются совершенно разные: из стали и алюминия, а также из металла и керамики. В продаже же все полукольца одинаковы. Одна сторона стальная, а другая имеет антифрикционный слой. Помимо этого могут встречаться иные полукольца, которые металлокерамические с обоих сторон.
Все, можно производить замену полуколец коленчатого вала. Сначала необходимо снять защиту двигателя и полностью слить из него моторное масло. Все 16 болтов крепления поддона картера нужно открутить и снять сам поддон. Два болта крепления средней крышки коренного подшипника также нужно открутить, вследствие чего снять ее. После всей проделанной работы можно спокойно устанавливать новые полукольцами. Важно, канавки полуколец должны стоять в сторону упорных поверхностей коленвала (на стороне канавок присутствует антифрикционный слой). Все, осталось лишь перемещать вал влево-вправо с помощью отверток для того, чтобы оценить перемещение осевое, которое не должно превышать 0,26 миллиметров. Все, ремонтные работы успешно завершены.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Супердвигатель без коленвала — какой он, мотор из будущего? Многие понимают несовершенство современного двигателя. Одним из отягощающих механизмов считают коленвал. Попыток разработать ДВС без него много, но ни одна не запущена в массы. Почему? Разбираемся.
Что нужно знать про сальник коленвала? На коленчатом валу, независимо от двигателя, всегда имеется два сальника, и оба время от времени нужно осматривать на предмет протечки, иначе покрытая маслом ременная передача начнет проскальзывать.
Как открутить болт шкива коленвала – совсем не сложная процедура Снять крепежный элемент шкива коленвала совсем не сложно, если запастись требуемым инструментом и послушать рекомендации опытных автомобилистов, осуществлявших такую процедуру не раз.
Датчик коленвала – признаки неисправности этого важного узла автомобиля Расскажем о том, какие признаки неправильной работы датчика коленвала, которые нельзя ни в коем случае пропустить, сигнализируют водителю о неисправности столь важного агрегата его транспортного средства.
Эффективна ли балансировка коленвала в домашних условиях? Такой ответственный механизм, как коленчатый вал, должен работать правильно! Иногда разбалансировка основательно портит показатели, в статье предложим способ исправить ситуацию прямо у себя в гараже.
Что такое коленвал и почему без него не обойтись? Очень важно знать, как устроен вал кривошипно-шатунного узла, и вовремя определять его неисправности, ведь износ этой детали может снизить давление масла, что приведет к перегреву многих механизмов.
Для чего предусмотрены ремонтные размеры коленвалов? Коленчатый вал вполне может быть отремонтирован, но только в крайнем случае, если нет возможности установить новый, ведь при шлифовке шеек надежность детали значительно уменьшается.
Что нужно знать про полукольца коленвала? Чтобы защитить коленчатый вал от осевого биения, были придуманы специальные упоры, своего рода прокладки для обеспечения допустимого люфта. Их следует менять, не дожидаясь характерного стука в двигателе.
Как снять подшипник с коленвала, если он отыграл свою роль? Устройство коленчатого вала считается сложным, а роль подшипника – важной, поэтому мы уделим исправности этого узла особое внимание, научимся прислушиваться к проблемным звукам и производить замену
За что отвечает датчик коленвала и как он работает? Часто говорят, раз предупрежден, значит, вооружен, поэтому мы продолжаем устранять пробелы в знаниях об устройстве даже самых мелких деталей авто, чтобы мелкие капризы на дороге не стали сюрпризом.
carnovato.ru
