Коленвал это что: Коленчатый вал — что такое коленвал в автомобиле: устройство

Содержание

что это такое и какую функцию он выполняет?

Двигатель внутреннего сгорания — это сердце любого современного автомобиля.

Этот агрегат состоит из нескольких основных элементов:

  • цилиндров;
  • поршней;
  • коленчатого вала;
  • маховика.

Все вместе они образуют кривошипно-шатунный механизм. Кривошип, он же коленчатый вал (Crank Shaft) или попросту — коленвал, выполняет весьма важную функцию — преобразует поступательное движение, создаваемое поршнями, в крутящий момент. Когда на тахометре стрелка приближается к 2000 оборотов в минуту, это говорит о том, что коленвал совершает именно такое количество оборотов. Ну а дальше этот момент передается через сцепление на трансмиссию, а от нее на колеса.

Устройство

Как известно, поршни в двигателе перемещаются неравномерно — одни находятся в верхней мертвой точке, другие в нижней. Поршни связаны с коленвалом с помощью шатунов. Чтобы обеспечить такое неравномерное перемещение поршней коленвал, в отличие от всех других валов в автомобиле — первичного, вторичного, рулевого, газораспределительного, — имеет особую искривленную форму. Поэтому он и назван кривошипом.

Основные элементы:

  • коренные шейки — расположены по оси вала, они при вращении не смещаются и находятся в картере двигателя;
  • шатунные шейки — смещены от центральной оси и во время вращения описывают круг, именно к ним на шатунных подшипниках крепятся шатуны;
  • хвостовик — на нем закреплен маховик;
  • носок — на нем крепится храповик, которым прикручен шкив привода ГРМ — на шкив надевают ремень генератора, он же, в зависимости от модели, приводит во вращение лопасти насоса ГУРа, вентилятора кондиционера.

Также важную роль выполняют противовесы — благодаря им вал может по инерции вращаться. Кроме того, в шатунных шейках просверлены масленки — масляные каналы, по которым поступает моторное масло для смазки подшипников. В блоке мотора коленвал крепится с помощью коренных подшипников.

Раньше часто применялись сборные коленвалы, однако от них отказались, так как из-за интенсивного вращения в местах соединения составных частей возникают огромные нагрузки и ни один крепеж не может их выдержать. Поэтому сегодня применяют в основном полноопорные варианты, то есть вырезанные из одного куска металла.

Процесс их производства довольно сложный, ведь нужно обеспечить микроскопическую точность, от которой будет зависеть работоспособность двигателя. При производстве используют сложные компьютерные программы и лазерное измерительное оборудование, способное определить отклонение буквально на уровне сотых частей миллиметра. Также огромное значение имеет точный расчет массы коленвала — ее вымеряют до последнего миллиграмма.

Если описывать принцип действия коленвала, то он полностью соответствует фазам газораспределения и тактам работы 4-тактного ДВС, о которых мы уже ранее рассказывали на Vodi.su. То есть, когда поршень находится в верхней точке, сочлененная с ним шатунная шейка тоже находится над центральной осью вала, и по мере вращения вала перемещаются все 3-4, а то и 16 поршней. Соответственно, чем больше цилиндров в двигателе, тем более замысловатую форму имеет кривошип.

Сложно представить себе, какой размер имеет коленчатый вал в двигателе карьерных самосвалов, о которых мы тоже рассказывали на нашем сайте Vodi.su. Например на БелАЗе 75600 установлен двигатель объемом 77 литров и мощностью 3500 л.с. Мощный коленвал приводит в движение 18 поршней.

Шлифовка коленвала

Коленвал — вещь очень дорогая, тем не менее из-за трения он со временем приходит в негодность. Чтобы не покупать новый, его шлифуют. Работу эту могут выполнять только высококлассные токари, у которых есть соответствующее оборудование.

Вам же нужно будет приобрести комплект ремонтных шатунных и коренных вкладышей. Вкладыши продаются практически в любом магазине запчастей и идут под обозначениями:

  • Н (номинальный размер) — соответствуют параметрам нового кривошипа;
  • Р (Р1, Р2, Р3) — ремонтные вкладыши их диаметр на несколько миллиметров больше.

Исходя из размера ремонтных вкладышей, токарь-моторист точно измеряет диаметр шеек и подгоняет их под новые вкладыши. Для каждой модели определен шаг ремонтных вкладышей.

Вы же продлить срок службы коленчатого вала можете путем применения качественного моторного масла и своевременной его замены.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Что такое коленвал? [Подробно]

Что такое коленвал? Подробный ответ на вопрос.


Что такое коленвал?

Коленвал (Коленчатый вал) — это деталь, которая отвечает за преобразование усилий в крутящий момент на колесо от ДВС. Коленвал имеет специальные крепления шейки шатунов, а также обладает сложной геометрической формы. Входит в состав КШМ (кривошипно-шатунный механизм).

Элементы механизма

  • Коренная шейка. Это опора для вала, который лежит в коренном подшипнике, который размещается в картере ДВС.
  • Шатунная шейка. Опора, с помощью которой вал связывается с шатунами. 
  • Щеки. Применяется для связи коренных и шатунных шеек. 
  • Передняя валовая часть. Для крепления зубчатого колеса или шкива отбора мощности. 
  • Задняя выходная часть. Часть коленчатого вала, который связывает его с маховиком.
  • Противовесы. Обеспечивает разгрузку коренных подшипников от центробежной силы. 

Размеры

Размеры подобного механизма отличаются в зависимости от количества цилиндров в ДВС. Также зависит и сам тип двигателя, вернее, форма расположения цилиндров. Некоторые характеристики коленчатого вала могут быть изменены при помощи увеличения рабочего объема некоторых рабочих поверхностей механизмов. 

Материалы изготовления

  • Стальные. Преимуществом стальных деталей является высокая прочность, а также высокие показатели твердости. 
  • Чугунные. Используется высококачественные чугунные сплавы.  

Для двух различных материалов отличаются технологические решения по производству. 

Неисправности

Как и любые другие детали, механизм подвержен износу. 

  • Износ вала по шатунным рейкам, а также по коренным рейкам.
  • Изгиб коленчатого вала.
  • Разрушение коленчатого вала.
  • Износ различных посадочных поверхностей.

Для ремонта применяется шлифовка коленвалов. 
 

Как поправить коленвал / Ремонт двигателей

Когда речь заходит о капитальном ремонте двигателя, от механиков часто слышишь: «Отдам коленчатый вал шлифовщику, прошлифует, и все будет как надо…» К сожалению, «как надо» получается редко, и качественно отремонтировать коленчатый вал только шлифовкой не удается. Почему? Попробуем разобраться.

Коленчатый вал, без сомнения, одна из главных, если не самая главная, деталь двигателя, определяющая его надежность и долговечность. В этом убедиться нетрудно, достаточно сравнить цену коленвала с ценой любой другой детали двигателя. А раз так, то в случае износа или повреждения во время эксплуатации автомобиля коленчатый вал надо постараться восстановить — это, как правило, заметно дешевле, чем покупать новый.

Но при восстановлении коленчатого вала надо помнить: его надежность и долговечность не должны снизиться. Иначе ремонт, каким бы легким и простым он ни был, окажется слишком дорогим, так как деньги и время будут потрачены зря.

К сожалению, подобная ситуация — не редкость в отечественной практике. На некоторых ремонтных предприятиях коленчатый вал в результате ремонта иной раз приобретает почти фантастические свойства — начинают «пропускать» его сальники, выходят из строя детали привода распределительного вала и даже коробки передач. Случается и так, что стремительно падает давление масла в системе, а при проверке оказывается, что коренные подшипники быстро износились. Часто после ремонта заметно возрастают вибрации двигателя, да и работает он слишком шумно. Почему? Причин несколько, но, чтобы в них разобраться, сперва попробуем ответить на главный вопрос:

Что случилось с коленвалом?

Коленчатый вал — деталь не только очень дорогая, но и наиболее нагруженная (может, поэтому и дорогая). Силы, действующие на него, весьма велики. Это силы давления газов, передаваемые при сгорании топлива через шатуны от поршней, а также силы инерции от их возвратно-поступательного (вверх-вниз) движения. Более того, действующие силы переменны по величине и направлению, а значит, пытаются гнуть и ломать коленчатый вал одновременно в разных сечениях.

Чтобы противостоять таким нагрузкам, вал должен быть жестким и прочным, причем очень важна его усталостная прочность, т.е. способность выдерживать переменные нагрузки.

Одновременно поверхности шеек коленвала должны обладать способностью противостоять износу на протяжении многих тысяч часов работы. Ну а все вместе это достигается соответствующей конструкцией, материалами и технологией обработки коленчатых валов на заводе-изготовителе.

При нормальной эксплуатации коленвал будет работать очень долго. Но случается это, увы, не всегда. Если использовать масло низкого качества и неизвестного происхождения, не контролировать его уровень, менять масло и фильтр, «когда придется», гонять двигатель длительное время на максимальных режимах, да еще и недостаточно прогретым, то — будьте уверены — без последствий для коленвала это не пройдет.

Самые распространенные повреждения валов — из-за недостаточной смазки. В основном это задиры шеек, т.е. «схватывание» разнородных металлов в сопряжении «шейка-вкладыш» с переносом и наволакиванием металла одной детали на другую. Задиры всегда сопровождаются увеличением зазора в подшипнике, износом рабочих поверхностей с глубокими кольцевыми рисками, а иногда — перегревом и даже расплавлением вкладышей.

Задиры и износы, как правило, сами по себе не так страшны, — ведь у большинства двигателей шейки коленвала могут быть перешлифованы в ремонтный (уменьшенный) размер, причем даже не в один, а в несколько. Беда в другом — задир сопровождается местным нагревом поверхности шейки, иногда весьма и весьма значительным, в сотни градусов. А тут еще масло продолжает поступать. Чем не режим закалки?

После остывания такой вал обязательно окажется деформирован. Как? Очень просто. Та сторона шатунной шейки, которая воспринимает наибольшую нагрузку от шатуна, естественно, и разогревается сильнее. Нагрев — это расширение, значит, вал будет гнуться так, что щеки кривошипов по обе стороны этой шатунной шейки окажутся сведенными. Что же в таком случае будет с осью вращения вала? Она тоже изогнется, а это значит, что нарушится соосность коренных шеек вала, вал станет откровенно кривым. И такая ситуация возникает в 99% случаев задиров шеек.

Но как это повлияет на ремонт? Ну погнулся вал, и что? Ведь есть же ремонтные размеры! Прошлифовать его сразу во второй или даже в третий ремонт, и все дела!

Все да не все. На практике эта простота оказывается не только обманчивой, но и опасной.

Как не надо ремонтировать

Во многих мастерских на деформацию вала вообще не обращают внимания. Берут и шлифуют кривые валы, полагая, что после этого они становятся прямыми. И этого достаточно.

Недостаточно. Ведь на концах коленчатого вала находятся посадочные поверхности шестерен, шкивов, маховиков, а также рабочие поверхности под сальники. Все эти поверхности после шлифования кривого вала оказываются несоосными коренным шейкам, т. е. приобретают взаимное биение.

Согласно ТУ заводов-изготовителей, такие биения не должны превышать 0,010-0,020 мм. Куда там! После описанного «ремонта» иной раз и 0,1 мм можно почитать за благо. Что дает такое биение для двигателя, вкратце уже рассказано выше. Добавим лишь, что при биении поверхности в 0,1 мм даже самый лучший и дорогой сальник неспособен обеспечить герметичность. Такое же биение, например, звездочки цепи ГРМ приведет к резкому снижению ресурса цепи, значительному возрастанию шума и опасности поломок натяжителя и успокоителей. В свою очередь биение задней части коленчатого вала вызывает нагрузки на первичном валу коробки передач, подшипник которого вряд ли проживет долго.

Но самое главное, вал станет неуравновешенным — его балансировка, тщательно выполненная на заводе-изготовителе, из-за смещения осей вращения шеек от их исходного положения нарушится. Свою лепту в это дело вносят и маховики, причем вибрация иной раз оказывается настолько сильной, что сама эксплуатация автомобиля с таким двигателем проблематична.

Нередко прошлифовать кривой коленчатый вал бывает просто невозможно. Например, если биение шеек превышает их максимальное ремонтное уменьшение, вал обычно выбрасывают и покупают новый. А это совсем недешево, особенно, если речь идет об иномарках. Но и шлифовать вал сразу в последний ремонтный размер тоже неразумно — ведь его ресурс в этом случае практически исчерпывается.

Еще одна проблема связана с радиусами кривошипов — при шлифовании деформированного вала они, скорее всего, окажутся разными. Тогда двигатель дополнительно получит вибрации от масс нижних головок шатунов, вращающихся на разных радиусах, и от разницы в рабочих процессах цилиндров из-за изменения их рабочего объема и степени сжатия.

Что же делать с валом, если он кривой?

Конечно, теоретически и кривой коленчатый вал можно (правда, не всегда) восстановить так, чтобы все поверхности имели допустимое биение относительно коренных шеек. Теоретически, потому что это слишком сложный, трудоемкий и дорогой путь, включающий целый ряд операций, в том числе восстановление поверхностей, старение, динамическую балансировку и др.

Гораздо проще попытаться выправить кривой вал так, чтобы затем прошлифовать его в ближайший ремонтный размер. Иными словами, надо разогнуть его обратно. Правда, если вал имеет задиры на нескольких шейках, да еще расположенных в разных плоскостях, то кривая его прогиба становится пространственной. Распутать такую кривую — и наука, и детектив одновременно. Но сделать это необходимо, иначе качественно вал не отремонтировать.

Учитывая все эти обстоятельства, в разное время были разработаны специальные способы правки коленчатых валов. Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Самый известный и распространенный способ заключается в следующем: вал кладется на две опоры, а усилие с помощью пресса прикладывается между ними, причем в наиболее удаленной от оси точке.

Таким способом, действительно, удается поправить вал, но установить точно, в каком конкретно месте возникает деформация при правке, очень трудно. Однако известно, что деформациям в первую очередь подвергаются самые «слабые» места вала. В основном это галтели — места перехода шеек к щекам. А тогда выявляется главный недостаток этого способа. Как известно, галтели — это концентраторы напряжений. Чтобы повысить усталостную прочность вала, галтели выполняют радиусными, шлифуют, полируют, а иногда и механически упрочняют специальными методами. При обычной правке в галтелях появляются напряжения растяжения. Они очень опасны, поскольку приводят к снижению усталостной прочности вала, появлению трещин и в конечном счете к поломке вала. Это обстоятельство и является главной причиной того, что подавляющее большинство производителей запрещает править свои коленчатые валы и при серьезных повреждениях рекомендует их менять на новые.

Еще хуже распространившийся в последние годы способ правки чеканкой. С помощью зубила и молотка по галтелям намеренно наносится ряд сильных ударов. Возникающие вмятины и забоины на галтелях, действительно, создают напряжения и деформации, разгибающие вал. Но появившиеся очаги концентраторов напряжений таковы, что вал вряд ли прослужит долго до поломки, особенно если речь идет о современном форсированном двигателе.

Иногда деформированное место на валу подвергают сильному нагреву, чтобы облегчить правку и снизить в процессе ее опасность поломки вала, особенно чугунного. Но в этом случае после остывания вал дополнительно деформируется, и проявляются все отрицательные последствия предыдущих способов, включая невозможность обеспечить требуемую точность правки.

В целом ни один из перечисленных способов не гарантирует того, что вал после правки со временем не «вернется» в криволинейное состояние (в таких случаях говорят, что вал обладает «памятью», т. е. способностью запоминать свое предыдущее состояние). Значит, опять возможны задиры и выход двигателя из строя.

Метод Буравцева

Учитывая недостатки известных способов правки, фактически не позволяющих их использовать в ремонте, был разработан принципиально другой способ. Его назвали «поэлементной холодной правкой».

В процессе правки по методу Буравцева тоже используется пресс. «Ноу-хау» заключается в специальном приспособлении, с помощью которого поверхностный слой шейки вала пластически деформируется, да так, что в нем вместо обычных для подобных случаев напряжений растяжения создаются напряжения сжатия. Галтель при этом не затрагивается, а значит, усталостная прочность коленвала после правки не только не уменьшается, но даже возрастает. Более того, избавившись от недостатков ранее известных способов, поэлементная холодная правка, как оказалось, позволяет восстановить любые коленчатые валы (и чугунные, и стальные) любых двигателей (от мотоциклов до экскаваторов), да еще имеющие практически любой прогиб! При этом точность правки просто поразительна. Например, удается обеспечить взаимное биение коренных шеек 0,010 мм при исходном биении свыше 1 мм — результат, доселе недостижимый ни одним из известных способов!

За годы использования способа поэлементной правки на практике накоплен огромный фактический материал о дальнейшей «судьбе» выправленных коленчатых валов как отечественных автомобилей, так и иномарок, включая грузовики и автобусы. Оказалось, что, в отличие от других, эти коленчатые валы не возвращаются в изогнутое состояние со временем. Не было и рекламаций, связанных с поломкой валов, что косвенно свидетельствует об их высокой усталостной прочности. И это несмотря на то, что многие валы имели ослабленные задирами шейки!

Все вышесказанное относится и к другим валам двигателей, в том числе распределительным и вспомогательным. Во многих случаях применение данного способа правки вообще не имеет альтернативы, поскольку дает возможность вернуть к жизни практически «безнадежные» валы с очень большой исходной деформацией.

Иногда качественной правкой можно даже заменить шлифовку. Например, поставляемые в запчасти новые коленчатые валы некоторых отечественных заводов порой имеют недопустимо большое биение (0,05-0,1 мм и более) шеек и посадочных поверхностей. Такие валы выправляются, после чего традиционная шлифовка здесь уже не требуется (остаточное биение составляет не более 0,01 мм), да и динамическая балансировка оказывается ненужной.

Если сравнить затраты на ремонт вала (правка и шлифовка) с ценами нового вала, то в ряде случаев (иномарки, и особенно — грузовики и автобусы) ремонт получается в десятки раз выгоднее замены. Учитывая сегодняшнюю экономическую ситуацию в России, этот факт говорит сам за себя.

Разумеется, для достижения высокого качества необходимо, помимо правки, правильно выполнить все технологические приемы при шлифовании и доводке (полировке) рабочих поверхностей шеек и галтелей коленчатого вала. Как это сделать, мы расскажем подробно в наших следующих материалах.

Коленвал — это… Что такое Коленвал?

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).

Основные элементы коленчатого вала

  • Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
  • Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
  • Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
  • Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на котором крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
  • Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
  • Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Изготовление коленчатого вала

Выемка из блока дизельного двигателя коленчатого вала трактора

Большинство современных коленвалов изготавливают литьём из высокопрочного чугуна. Реже, если нужна большая прочность, в дизельных и некоторых мощных бензиновых двигателях применяют стальные, кованые валы.

Двигатели опытного образца, изготовляемые штучно, имеют коленчатые валы, выточенные на станке из стальной болванки, так как, несмотря на высокую стоимость такого способа производства, это обходится существенно дешевле, чем организация отливки или ковки под малую серию производства.

Полученная тем или иным способом заготовка проходит механическую обработку до номинальных размеров, после чего подвергается дополнительному упрочнению. Поверхности шеек коленчатого вала обрабатываются с помощью химического упрочнения при нагреве, а края шеек скругляются, чтобы повысить прочность и сопротивление усталостному разрушению.

См. также

Wikimedia Foundation.
2010.

Коленчатый вал и его назначение

Подробно рассмотрим принцип работы коленчатого вала.

Среди всех элементов конструкции двигателя внутреннего сгорания именно коленчатый вал считается наиболее важным и дорогостоящим. И это неудивительно, ведь довольно трудно найти более ответственный элемент, чем коленчатый вал. Именно данный элемент ответственен за процесс преобразования в крутящий момент возвратно-поступательного движения поршней.

Восприятие переменных нагрузок, возникающих в результате действия сил давления газа, вращающихся и движущихся масс и их сил инерции – одна из важнейших задач, которая решается исключительно благодаря данному элементу конструкции. Коленчатый вал является цельным элементом конструкции, потому правильнее будет дать ему название “деталь”. Методы ковки стали либо литья чугуна – вот главные способы изготовления этой детали. Стоит отметить, что турбированные, а также дизельные силовые установки оснащаются коленчатыми валами из наиболее прочных видов стали, и они являются более надежными.

Схема коленчатого вала.

Рассмотрев конструкцию вала, можно увидеть, что эта деталь соединяет воедино шатунные(6) и коренные шейки(9), которые, в свою очередь, объединяются друг с другом при помощи щек(5). По количеству шеек коренные опережают шатунные на один элемент, а сам вал с подобной компоновкой называется “полноопорный”. В сравнении с шатунными шейками, коренные обладают большим диаметром. Противовес(4) является естественным продолжением щеки(5) в направлении, противоположном шатунной шейке. Основной задачей противовесов является создание условий для уравновешивания веса поршней и шатунов, что напрямую влияет на работу силовой установки, делая ее более плавной и размеренной.

Между щеками находится шатунная шейка, и она носит название “колено”. Расположение колен напрямую зависит от нескольких факторов, среди которых: количество цилиндров, порядок их работы, расположение, а также тактность силовой установки. Уравновешенность мотора обеспечивается за счет положения колен. Кроме того, от данного фактора зависит равномерность воспламенения, изгибающие моменты и наименее возможные крутильные колебания.

Шатунная шейка является важнейшей опорной поверхностью для шатунов. В V-образной силовой установке коленчатый вал создается при помощи специальных шатунных шеек удлиненной формы. На этих шейках и основывается пара шатунов правого и левого ряда цилиндров. На определенных валах таких двигателей спаренные шейки шатунов несколько сдвинуты друг против друга под углом в 18 градусов, за счет чего и обеспечивается равномерное воспламенение (данная технология более известна под названием Split-pin).

Переход к щеке от шейки считается элементом, который наиболее подвержен нагрузкам среди всех элементов конструкции коленчатого вала. Чтобы добиться снижения концентрации напряжения, переход к щеке от шейки создается с определенным радиусом закругления, который также известен как галтель. За счет галтелей длина коленчатого вала способна увеличиваться, а чтобы уменьшить длину вала, эти галтели создают с углублением в шейку либо щеку.

Подшипники скольжения – еще один важный элемент, ведь они обеспечивают вращение в шатунных шейках шатунов, а вала – в опорах. Роль подшипников выполняют специальные, произведенные из прочной стальной ленты разъемные вкладыши. На эту же ленту наносится антифрикционный слой. Но почему вкладыши не проворачиваются вокруг шейки? Все потому, что они надежно фиксируются в опоре благодаря наличию выступа. Чтобы недопустить лишних перемещений вала, применяется упорный подшипник скольжения. Этот подшипник устанавливается на крайней, либо средней шейке.

Схема системы смазки.

Шатунные и коренные шейки являются частью системы смазки двигателя, при этом сама смазка производится под давлением. Конструкцией предусмотрен подвод масла для смазки к каждой конкретной опоре коренной шейки, начинающийся от общей магистрали. В дальнейшем к шатунным шейкам масло переходит по каналам, расположенным в щеках.

С коленчатого вала мощность отбирается с хвостовика, заднего конца, а к этому концу прикрепляется маховик. Спереди на конце вала (его также называют носком) имеются посадочные места, и на этих местах закрепляется звездочка (шестерня) привода распределительного вала, специальный гаситель крутильных колебаний (во многих, но не во всех конструкциях) и шкив привода вспомогательных агрегатов. Гаситель представляет собой 2 диска, которые крепятся друг к другу при помощи материала, обладающего высокой степенью упругости (резина, пружина и силиконовая жидкость). Благодаря данному упругому материалу происходит поглощение вибраций вала через внутреннее трение.

Что такое коленчатый вал (коленвал) видео, лекция:

Графическое видео о процессе работы коленвала:

повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Что делать, если коленвал неисправен?

Повреждение коленчатого вала встречается редко в современных автомобилях, но тем не менее все же происходит время от времени. Стоит ли в этом случае ремонтировать автомобиль (стоит ли игра свеч)? Какими затратами обернется ремонт коленвала? Отвечаем на наиболее важные вопросы. 

 

Смотрите также: Сломался датчик положения распредвала: симптомы, ремонт, затраты

 

Коленчатый вал – важный элемент двигателя внутреннего сгорания. Это та деталь, которая превращает кинетическую энергию, получаемую при сгорании топлива в двигателе, в механическую. Также коленвал служит связующим звеном между двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь распределяет крутящий момент на колеса. К сожалению, если коленвал выходит из строя из-за дефекта, дорогостоящего ремонта не избежать. 

 

Дефект коленчатого вала: причины и симптомы

 

В современных машинах повреждение коленвала стало довольно-таки редким явлением. Обычно коленчатый вал может выйти из строя в основном по двум причинам: нехватка моторного масла и превышение нагрузки на двигатель. Последняя причина современным машинам не грозит, поскольку электроника контролирует все функции двигателя и отключает подачу топлива, когда двигатель начинает испытывать повышенную нагрузку. Особенно эта защита актуальна, когда стрелка на тахометре находится на красной отметке.

 

Получается, подобная защита является своеобразным электронным ограничением оборотов двигателя, точно так же как работает электронный ограничитель скорости, встроенный во все современные автомобили.  

 

Чаще же всего убить коленвал можно нехваткой моторного масла. Когда коленвалу не хватает смазки, это разрушает шатунные подшипники и затем более крупные основные подшипники, в которых вращается коленвал. Однако для наступления фактического ущерба от нехватки масла требуется довольно много времени – примерно до четверти часа, до тех пор, пока остаточное моторное масло в герметичных подшипниках не будет полностью использовано. В такой ситуации из-за сухого трения начнется разрушение подшипников и износ коленвала.

Но почему в современных автомобилях поломка коленвала – более редкое явление, чем в старых машинах? Все дело в том, что во многих современных машинах двигатели оснащены турбиной, которая быстрее выйдет из строя в случае острой нехватки моторного масла. Так что, по сути, коленвал не успеет получить критичный износ.

 

Тем не менее в некоторых современных автомобилях все же случается поломка коленвала, которая, как правило, дает о себе знать грохотом (громким стуком).  

 

 

 

 

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

 

К сожалению, ремонт коленвала – очень сложный процесс, который могут делать не многие технические центры. Ведь в этом случае нужна шлифовка коленчатого вала на специальном оборудовании. Вот виды возможных работ при восстановлении изношенного вала:

 

  • чистка каналов
  • замена подшипников

 

Также в некоторых случаях старый коленвал может нуждаться в термообработке. А иногда нужна балансировка коленвала. К сожалению, для этих работ требуются специалисты высокого класса, а также дорогостоящее оборудование. 

 

Также не забывайте, что, прежде чем приступить к ремонту коленвала, нужно его еще демонтировать, а после ремонта поставить на место. Для многих автомобилей это обходится в круглую сумму, так что в итоге будет проще купить новый коленвал, чем ремонтировать старый. Вот для примера расценки на ремонт коленвала в одном из автосервисов Москвы. Причем это еще не высокие ценники. 

 

Логично, что раз придется разбирать мотор, то вместе с ремонтом коленвала придется также проводить и другие работы. В этом случае восстановление работоспособности коленвала может вылиться автовладельцу в круглую сумму. В некоторых случаях будет проще купить контактный подержанный мотор. Можно также обратиться в специализированные компании, которые занимаются восстановлением моторов. В таких компаниях вы можете приобрести уже готовый восстановленный двигатель на свою машину. В этом случае, чтобы уменьшить стоимость восстановленного мотора, вы можете сдать двигатель со сломанным коленвалом в качестве зачета в стоимость восстановленного.  

 

Структура и функция коленчатого вала

 

Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.

По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач. 

 

Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки

 

Сегодня в современных автомобилях в двигателях используется коленвал, с каждой стороны которого находится подшипник. Со временем подшипники изнашиваются и между ними и поверхностью коленвала появляется люфт, что приводит к износу коленвала. 

К счастью, современная конструкция двигателя способна долгое время выдерживать большие нагрузки. В том числе способны выдерживать нагрузку и современные коленчатые валы. Например, в дизельном современном двигателе каждый ход шатуна испытывает от воспламенения топлива нагрузку в 10 000 кг, которая, естественно, передается на коленвал. 

 

Смотрите также: Двигатели, в которых могут загнуться клапана: Зачем они нужны

 

Итак, на короткое время в одно мгновенье на шатуне присутствует сила, эквивалентная десяти тоннам, которая воздействует на коленвал. И это мы говорим только об одном шатуне. Вы представляете, какую нагрузку получает коленвал в восьмицилиндровом моторе? 

 

И это еще не все. В зависимости от конструкции двигателя коленчатые валы также подвержены вибрациям. Поэтому многие автопроизводители стараются сделать коленчатые валы достаточно прочными и долговечными. Например, коленвал может быть изготовлен из высококачественной стали. Особенно для мощных турбированных высокооборотистых дизельных двигателей.

Для атмосферного (нетурбированного) бензинового двигателя коленвал может быть уже не столь прочен. Поэтому производители часто еще недавно многие коленчатые валы изготавливали из чугуна. Сегодня же в мире наблюдается тенденция по снижению веса автомобиля. В первую очередь двигателя.

 

Смотрите также: Почему двигатели автомобилей не плавятся?

 

В итоге вместо чугунных блоков двигателя во многих современных авто стали использоваться блоки цилиндров из алюминия. Также производители стали использовать облегченные поршни и шатуны. Не обошла эта мода на легкое и коленчатые валы, которые также заметно полегчали. Все это, конечно, не добавляет машине надежности и увы, не гарантирует долгий срок службы двигателя.

Коленчатый вал

Устройство коленчатого вала

Коленчатый вал внешне полностью соответствует названию, так как состоит из нескольких колен, расположенных на одной оси. Колена это крупные выступы сложной формы, отлитые единым целым с валом. Колена предназначены для крепления шатунов, на которых, в свою очередь, закреплены поршни. Кроме колен у вала есть и другие элементы. Прежде всего, это шейки, то есть цилиндрические опорные «проставки» между коленами, позволяющие крепить вал в теле блока цилиндров.

Коленчатый вал в процессе эксплуатации автомобиля прирабатывается к тому двигателю, в котором он установлен. Поэтому переставлять бывший в употреблении коленвал в другой блок не рекомендуется

Плохо закрепленный вал не смог бы вращаться долго, поэтому шейки расположены по всей его длине, создавая несколько точек опоры. Опорные шейки вала позволяют ему вращаться в блоке цилиндров. Для этого шейки опираются на особые подшипники, у которых нет роликов. Эти подшипники называют коренными вкладышами. Роль шариков или роликов выполняет смазка, которая непрерывным потоком льется в пространство между ними и опорными шейками.

Коленвал

Для обеспечения проворачивания шатунов в конструкции коленвала присутствуют другие опорные шейки, которые называются шатунными. В отличие от коренных, они расположены не на одной оси с коренными шейками, а с в стороне. Коренные шейки соосны с отверстиями в нижних концах шатунов.

Каждое колено вала состоит из двух щек и одной шейки, на которой «надет» нижний конец шатуна.  Шатуны, двигаясь вверх и вниз, давят на шатунные шейки и заставляют вал вращаться. Так и осуществляется трансформация возвратно-поступательного движения во вращение.

Помимо колен с шатунными шейками коленчатый вал имеет еще и противовесы для уравновешивания остаточных масс вала. Насколько важны эти элементы, можно представить, вспомнив, что средняя скорость вращения коленчатого вала при работе двигателя примерно 3000 оборотов в минуту. Коленчатый вал – деталь сложной формы. Чтобы тяжелые колена при вращении не создавали разрушительной вибрации, каждое из них и уравновешено своим противовесом.

Хотя при производстве коленчатого вала выполняются условия высочайшей точности, минимальное биение при вращении неизбежно. Именно поэтому текущие сальники коленвала одинаковы у Запорожца и Мерседеса

Внутри тела коленчатого вала имеются специальные каналы для подачи масла к коренным и шатунным вкладышам  и специальные пустоты, закрытые пробками, для улавливания грязи и частиц износа присутствующих в масле. При помощи этой системы вал при вращении мягко скользит в точках крепления, обильно смазанных чистым моторным маслом. При ремонте коленчатого вала пробки вскрываются и выполнятся прочистка пустот и каналов подачи масла с последующей продувкой воздухом под давлением.

На переднем конце (носке) коленчатого вала при помощи фрезеровального станка вырезают шпоночный  паз для крепления звездочки привода ГРМ и шкива привода вспомогательных механизмов.

На заднем конце вала на токарном станке вытачивают фланец, в котором имеется центральное отверстие под подшипник, служащий опорой первичного вала КПП. Фланец также имеет отверстия с резьбой для крепления маховика.  

Впереди и сзади коленчатый вал уплотнен сальниками, препятствующими утечке масла в тех местах, где концы маховика выходят наружу из блока цилиндров.

Помимо двигателей внутреннего сгорания, и даже до их появления, коленчатый вал нашел применение в поршневых двигателях, компрессорах, насосах, в прессовых установках и других механизмах, где используется кривошипно-шатунный механизма.



Коленчатый вал – деталь для каждого двигателя уникальная, и переставить ее из одного двигателя в другой можно, но не рекомендовано. На каждом двигателе колена вала расположены по своему, и расположение их зависит от расположения и количества цилиндров, рабочего цикла, длины хода поршня и еще массы параметров.

Материал и изготовление коленчатого вала

Для изготовления коленчатых валов используется легированная и углеродистая сталь или высокопрочный чугун.  Для изготовления кованых коленчатых валов используют  углеродистую или легированную сталь, а для литых – высокопрочный глобулярный чугун, ковкий перлитный чугун или легированная сталь. Заготовки для валов получают либо литьем, либо горячей штамповкой.

Коленчатый вал — большая деталь с точностью производства швецарских часов

Обработка готовых заготовок механическим способом на станках состоит из ряда операций: черновая, получистовая, чистовая и доводочная. При этом точность механической обработки увеличивается благодаря применению холодной правки вала в процессе его механической обработки.

В связи со сложной конфигурацией коленчатого вала ряд операций выполняется на отдельных автоматических участках, на специальных станках. Это выполнение центровки и подрезки торцов, сверление отверстий, обработка коренных и шатунных шеек, шлифование, динамическая балансировка.

Автозапчасть | Что такое коленчатый вал?

Говоря о деталях двигателя, нельзя не упомянуть коленчатый вал. Коленчатый вал — неотъемлемая часть любой модели двигателя. Но что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — это часть двигателя, которая преобразует поступательное движение поршней во вращательное движение. Это основной вращающийся компонент двигателя. Поршни совершают повторяющееся линейное движение вверх и вниз, также называемое возвратно-поступательным движением.

Шатун соединяет поршни с валом.Этот вал, в свою очередь, приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом. Без коленчатого вала автомобиль не сдвинулся бы ни на дюйм, даже когда двигатель работает.

История коленчатого вала

Давайте рассмотрим происхождение коленчатого вала и кривошипно-шатунного механизма по отдельности.

Кривошипный механизм

Во времена династии Хань между 202 г. до н.э. и 220 г. н.э. были представлены кривошипы с ручным приводом. Эти кривошипы находили различное применение, от сельскохозяйственного до промышленного. Однако одной важной отсутствующей целью этих кривошипов было преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот.

Изучение Римской империи показало, что чудаки разных форм были разработаны и использовались для выполнения различных задач в период между 2 и 6 веками. В V веке кельтиберы использовали навесную ручку ручной мельницы, которая работала как кривошип.

На ранних работах, датируемых 10-13 веками средневековой Европы, кривошипы изображены как использованные для вращения колес. В 15 веке в арбалете использовались кривошипные зубчатые рейки, называемые кранкинсами, для увеличения силы. Примерно в то же время в текстильной промышленности использовались кривошипные барабаны для наматывания мотков пряжи.

Коленчатый вал

В «Книге изобретательных устройств» братья Бану Муса рассказали о нескольких гидравлических устройствах, в которых использовался автоматический кривошип. Два из этих устройств имели действие, схожее с действием коленчатого вала.

Кривошип, однако, не поддерживает полное вращение. Таким образом, потребовались доработки, чтобы он мог полноценно работать как коленчатый вал. Аль-Джазари, арабский инженер, рассказал о системе кривошипа и шатуна в двух своих водоподъемных машинах, и историк Дональд Хилл считает, что он изобрел коленчатый вал.

На иллюстрации с весельной лодкой, сделанной итальянским врачом и изобретателем Гвидо да Виджевано, были обнаружены составные кривошипы и шестерни, которые американский историк Линн Таунсенд определила как прототип коленчатого вала. Леонардо да Винчи и голландский фермер Корнелис Корнелисзун также описали его как коленчатый вал.

Корнелис придумал ветряную пилораму, в которой использовался коленчатый вал. Коленчатый вал преобразовывал вращение ветряной мельницы в возвратно-поступательное движение, которое приводило в действие пилу, что является обратным тому, что делает коленчатый вал двигателя транспортного средства.

По мере того, как Европа вступала в период промышленного развития, конструкции машин, в которых использовались кривошипы и шатуны, стали популярными и широко распространенными.

До 1930-х годов фонографы поставлялись с кривошипами для завода их часовых двигателей. До изобретения электростартеров для запуска двигателей внутреннего сгорания использовались ручные рукоятки.

Детали коленчатого вала

Коленчатый вал двигателя представляет собой вал, который состоит из шатунов, шатунов кривошипа и набора кривошипов в зависимости от модели и конфигурации двигателя.К другим частям относятся коренная шейка подшипника, шейка шатуна, масляные отверстия и противовесы. Маховик, прикрепленный к концу коленчатого вала, завершает работу коленчатого вала.

Прямо или косвенно каждый из этих компонентов по-разному влияет на работу коленчатого вала.

1. Шатун

Также известный как шейка кривошипа, здесь крепится нижний конец шатуна.

Поскольку большинство автомобильных двигателей имеют четыре или более цилиндров, шейка кривошипа, следовательно, обслуживает более одного цилиндра.Например, в двигателе V6 шатунная шейка работает либо с одним, либо с двумя цилиндрами, в зависимости от конструкции. С другой стороны, в радиальном двигателе каждая шейка кривошипа обслуживает весь ряд цилиндров.

2. Шатун

Иногда его называют шатун, он соединяет поршень с коленчатым валом.

Наряду с кривошипом шатун преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение. Шток вращается с обоих концов и передает силы сжатия и растяжения от поршня.

3. Коренная шейка подшипника

В блоке цилиндров коленчатый вал установлен на шейках подшипников. Количество коренных шейек в двигателе зависит от его конструкции.

4. Цапфа шатуна

Цапфа шатуна определяет ход двигателя. В свою очередь, ход и количество цилиндров определяют рабочий объем двигателя.

Радиус кривошипа можно измерить, взяв расстояние от центра шейки шатуна до шейки коренного подшипника.

5. Противовесы коленчатого вала

Большинство двигателей, особенно V-образные, все еще имеют нежелательную вибрацию. Поэтому необходимы противовесы на коленчатом валу для компенсации раскачивания.

Противовесы уравновешивают вес поршня и шатунов, что, в свою очередь, выравнивает моменты и снижает амплитуды колебаний.

6. Отверстия для масла

Отверстия для масла снабжают маслом шатун и точки коренных подшипников. Масло в шейку шатуна поступает от шейки коренного подшипника через масляный канал в коленчатом валу.

Функции и работа коленчатого вала

Преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение в поршневом двигателе является основной функцией коленчатого вала.

Части длины вала смещены для образования ходов. К этим броскам прикреплены шатуны. Когда поршень движется вперед и назад, шатуны заставляют коленчатый вал вращаться и передают результирующее вращательное движение колесам.

Без коленчатого вала возвратно-поступательное движение поршня не может быть преобразовано и передано на карданный вал.

Кроме того, коленчатый вал удерживает на одном конце прикрепленный к нему маховик. Маховик действует как резервуар энергии, который сглаживает эффект пульсации при вращении и помогает поддерживать постоянное возвратно-поступательное движение поршней.

Большие двигатели имеют несколько цилиндров, чтобы свести к минимуму эффект пульсации от отдельных тактов зажигания.

Помимо этого, коленчатый вал помогает управлять другими компонентами двигателя автомобиля, включая распределительный вал, масляные и водяные насосы.

Он также действует как связующее звено между двигателем и приводным валом, тем самым передавая мощность в виде кинетической энергии вращения. Другими словами, он соединяет входной и выходной корпус двигателя.

Как видно из этих функций, коленчатый вал является основным компонентом любого двигателя.

Sam O

Простое объяснение распределительных и коленчатых валов

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

Двигатели, трансмиссии и передача мощности — это сложная группа шестерен, валов и стержней, которые сделали внутреннее сгорание одним из величайших изобретений человечества. С 1876 года эффективность IC претерпела значительные изменения, и многое можно сказать о двух различных типах валов, которые идеально спроектированы, чтобы помочь инициировать цикл двигателя и передать крутящий момент, создаваемый сгоранием, по линии передачи на трансмиссию. Это распределительный вал и коленчатый вал соответственно, поэтому давайте перейдем к тому, что они собой представляют и какова их основная роль в трансмиссии автомобиля.

Распредвал

Распределительные валы изготавливаются из чугуна или стали и чаще всего встречаются в головке двигателя, расположенной над цилиндрами.Обычно они встречаются в двух ориентациях:

SOHC (одинарный верхний кулачок)
DOHC (двойной верхний кулачок)

Вдоль вала проходят выступы, которые установлены под разными углами. Эти кулачки расположены таким образом, что при вращении распределительного вала они входят в контакт с коромыслами, которые затем открывают клапаны двигателя. Сами лепестки имеют яйцевидную форму, причем «заостренный» конец контактирует с коромыслами, открывая клапаны в определенные моменты цикла двигателя.Это позволяет воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр, а затем выхлопным газам выходить из цилиндра в требуемое время. Сами клапаны подпружинены, а это означает, что после того, как лепесток выполнил свою работу по открытию клапана, он естественным образом закрывается, когда пружина становится несжатой.

На этом CAD-рендере показан распределительный вал и его выступы (зеленые) и их взаимосвязь с коромыслами (красный) и клапанами (серый).

Привод распределительного вала осуществляется через камбелт (или ремень привода ГРМ), который синхронизируется с движением коленчатого вала.Это означает, что время открытия клапанов совпадает с циклом двигателя, что позволяет избежать повреждения клапана или цилиндра из-за рассинхронизации.

В то время как система SOHC имеет распределительный вал, который выполняет движения клапана хода впуска и выпуска, система DOHC имеет два распределительных вала над каждым блоком цилиндров — впускной распределительный вал и выпускной распределительный вал. Таким образом, в рядном четырехцилиндровом двигателе с SOHC в головке двигателя будет просто один распределительный вал. Но в V8 с SOHC всего было бы два распредвала (по одному с каждой стороны от V).

5 МБ

Здесь вы можете увидеть лепестки сдвоенных верхних распределительных валов, открывающих клапаны двигателя на каждом такте.

Самые экстремальные распредвалы имеют форму тех, что используются на Bugatti Veyron.С W16 для поддержания формы Veyron использует четырехкулачковую установку с 64 лепестками. Это позволяет распредвалам открывать все 64 клапана, которые присутствуют в левиафане двигателя, и спроектированы с максимальными допусками, чтобы силовая установка Bugatti работала правильно.

Коленчатые валы

Красивый коленвал от W16 Veyron

Коленчатые валы обычно изготавливаются из стали и располагаются под цилиндрами и поршнями в блоке цилиндров.Их задача — преобразовать вертикальное движение поршней во вращение, которое передается на маховик, а затем на трансмиссию. Коленчатый вал имеет кривошипные штифты по всей длине, которые выровнены по горизонтали с поршнями выше и образуют «ступенчатую» ориентацию самого вала.

Штифты кривошипа рассчитаны и расположены таким образом, чтобы каждый цилиндр мог перемещаться из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку и обратно, передавая это возвратно-поступательное движение во вращение вала.Соединение между поршнями и шейками кривошипа осуществляется через шатуны, «большие концы» которых соединяются с шатунами кривошипа.

5 МБ

Коленчатый вал от четырехцилиндрового двигателя в действии

Затем вращение коленчатого вала передается на маховик, который находится на конце вала, чтобы уравновесить его в случае нерегулярных импульсов двигателя и завершить преобразование крутящего момента от внутреннего сгорания, происходящего в цилиндрах.

DOHC и коленчатый вал на своих местах

Несмотря на эффективную конструкцию коленчатого вала (которая существовала веками), большая часть потерь мощности двигателя происходит в области коленчатого вала, будь то нагревание, вибрация, шум и трение.Разнонаправленный характер сил, прикладываемых к коленчатому валу от поршней, означает, что искусство балансировки коленчатого вала также может быть чрезвычайно сложным, поэтому инженеры стараются максимально уменьшить длину коленчатого вала. Это большая причина, по которой двигатель V8 заменил конфигурацию двигателя, подобную рядной восьмерке, из-за его относительно небольшой и управляемой установки коленчатого вала, которая предотвращает любые нежелательные изгибы.

Взаимосвязь между распределительным валом и коленчатым валом чрезвычайно важна для интеграции трансмиссии автомобиля и определенно не должна недооцениваться.По сути, они запускают и завершают цикл двигателя — от такта впуска до такта выпуска — поддерживая идеальную гармонию различных механических процессов каждого цикла за счет их ременного соединения. Они могут показаться похожими на обработанные стальные заготовки, но они образуют одно из самых важных партнерских отношений с трансмиссией транспортного средства.

Коленчатые валы

— поршневой двигатель

Коленчатый вал устанавливается параллельно продольной оси картера и обычно поддерживается коренным подшипником между каждым ходом.Коренные подшипники коленчатого вала должны жестко опираться на картер. 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 секции в продольной плоскости. Это разделение может быть в плоскости коленчатого вала, так что одна половина коренного подшипника (а иногда и подшипники распределительного вала) находится в одной части корпуса, а другая половина — в противоположной части.[Рис. 1] 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 нарушения регулировка подшипников.

Рис. 1. Типичный оппозитный двигатель, разобранный на узлы

Коленчатый вал — это основа поршневого двигателя.На него действует большая часть сил, создаваемых двигателем. Его основная цель — 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. Кривошипы, или ходы, формируются путем штамповки смещений на валу перед его механической обработкой. Поскольку коленчатые валы должны быть очень прочными, их обычно выковывают из очень прочного сплава, такого как хромоникелево-молибденовая сталь.
Коленчатый вал может быть цельным или составным. На рисунке 2 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. Шестиступенчатый вал используется в шестицилиндровых рядных двигателях, 12-цилиндровых двигателях V-образного 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.Коленчатый вал двигателя с радиальным односторонним ходом показан на рис. 3. Независимо от того, сколько ходов он может иметь, каждый коленчатый вал состоит из трех основных частей — шейки, шатунной шейки и щеки кривошипа. Противовесы и амортизаторы, хотя и не являются настоящей частью коленчатого вала, обычно прикрепляются к нему для уменьшения вибрации двигателя.

Рисунок 2. Цельнолитые типы коленчатых валов
Рисунок 3.Коленчатый вал двигателя однопроходный радиальный

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 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 и через центральную линию коленчатого вала, это вызывает вращение коленчатого вала.Наружная поверхность упрочняется азотированием для повышения ее износостойкости и обеспечения необходимой опорной поверхности. 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 выбрасывала эти вещества за пределы камеры и не позволяла им достичь опорной поверхности шатуна.Из-за использования беззольных диспергирующих масел в новых двигателях больше не используются шламовые камеры. На некоторых двигателях в щеке кривошипа 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 по отношению к другим кривошипам того же вала выражается в градусах.

Самый простой коленчатый вал — одноходовой или 360 °. Этот тип применяется 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 уравновешен, когда вес всей сборки шатунов, щек кривошипа и противовесов уравновешен вокруг оси вращения.При проверке статического равновесия его кладут на два лезвия. Если вал имеет тенденцию поворачиваться в любое положение во время теста, 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 демпферы.Динамический демпфер — это просто маятник, который прикреплен к коленчатому валу так, что он может свободно перемещаться 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, его частота колебаний соответствует частоте импульсов мощности двигателя. Когда частота колебаний коленчатого вала возникает, маятник колеблется вне времени с вибрацией коленчатого вала, тем самым снижая вибрацию до минимума.
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 дает эффект маятника. Аналог работы динамического демпфера показан на рисунке 4.

Рисунок 4.Принцип работы динамического демпфера

СВЯЗАННЫЕ СТОЛБЫ
Шатуны
Поршни
Цилиндры
Порядок включения
Клапаны

Коленчатый вал | Трактор и строительный завод Wiki

Большой промышленный одноцилиндровый кривошип

Коленчатый вал , иногда сокращенно обозначаемый как кривошип , является частью двигателя, которая преобразует возвратно-поступательное движение линейного поршня во вращательное движение.Чтобы преобразовать возвратно-поступательное движение во вращение, коленчатый вал имеет «ходы кривошипа» или «шатунные шейки», дополнительные опорные поверхности, ось которых смещена относительно оси кривошипа, с помощью которых «большие концы» шатуна для каждого цилиндра прикрепляются и сообщают его движение вниз в вал.

Обычно он соединяется с маховиком для уменьшения характеристики пульсации четырехтактного цикла, а иногда и с демпфером крутильных колебаний или колебаний на противоположном конце, чтобы уменьшить крутильные колебания, часто вызываемые по длине коленчатого вала наиболее удаленными цилиндрами. от выходного конца, действующего на крутильную упругость металла.

Кривошип с 4 цилиндрами

Система кривошипа и шатуна была полностью разработана в двух водоподъемных машинах Аль-Джазари в 1206 году. Подобные коленчатые валы были позже описаны Конрадом Кейзером (ум. 1405), Франческо ди Джорджио] (1439–1502). ), Леонардо да Винчи (1452–1519) и Таки ад-Дин в 1551 году. [1] Голландский «фермер» Корнелис Корнелисзун ван Уитгест также описал коленчатый вал в 1592 году. Его ветряная лесопилка использовала коленчатый вал для преобразовать круговое движение ветряной мельницы в движение вперед и назад, приводящее в действие пилу.Corneliszoon получил патент на коленчатый вал в 1597 году.

Коленчатые валы могут быть монолитными (цельными) или сборными из нескольких частей. Чаще всего встречаются монолитные коленчатые валы, но в некоторых двигателях меньшего и большего размера используются коленчатые валы в сборе.

Ковка и литье [править | править источник]

Коленчатые валы могут быть выкованы из стального прутка или отлиты из высокопрочного чугуна. Сегодня все больше и больше производителей склоняются к использованию кованых коленчатых валов из-за их меньшего веса, более компактных размеров и лучшего демпфирования.В кованых коленчатых валах в основном используются ванадиевые микролегированные стали, так как эти стали могут охлаждаться на воздухе после ковки, достигая высокой прочности без дополнительной термообработки, за исключением поверхностного упрочнения поверхностей подшипников. Низкое содержание сплава также делает этот материал более дешевым, чем высоколегированные стали. Также используются углеродистые стали, но они требуют дополнительной термообработки для достижения желаемых свойств. Коленчатые валы из чугуна сегодня в основном используются в более дешевых двигателях, где нагрузки ниже.В некоторых двигателях также используются чугунные коленчатые валы для версий с малой мощностью, в то время как в более дорогих версиях с высокой мощностью используется кованая сталь.

Обработка [править | править источник]

Коленчатые валы также могут быть изготовлены из заготовки, часто с использованием прутка из высококачественной стали, переплавленной в вакууме. Несмотря на то, что поток волокна (локальные неоднородности химического состава материала, образующиеся во время литья) не повторяет форму коленчатого вала (что нежелательно), это обычно не проблема, поскольку стали более высокого качества, которые обычно трудно подделать, могут быть использовал.Эти коленчатые валы, как правило, очень дороги из-за снятия большого количества материала, которое необходимо выполнять с помощью токарных и фрезерных станков, высокой стоимости материала и необходимой дополнительной термообработки. Однако, поскольку не требуется дорогостоящая оснастка, этот метод производства позволяет производить небольшие партии коленчатых валов без больших затрат.

Усталостная прочность [править | править источник]

Усталостную прочность коленчатых валов обычно повышают за счет использования радиуса на концах каждого коренного подшипника и подшипника шатунной шейки.Сам радиус снижает напряжение в этих критических областях, но поскольку радиусы в большинстве случаев прокатываются, это также оставляет некоторое остаточное напряжение сжатия на поверхности, которое предотвращает образование трещин.

Закалка [править | править источник]

В большинстве производимых коленчатых валов используются поверхности подшипников с индукционной закалкой, поскольку этот метод дает хорошие результаты при низких затратах. Это также позволяет переточить коленчатый вал без повторной закалки. Но для высокопроизводительных коленчатых валов, в частности для коленчатых валов с заготовками, вместо этого используется нитридизация.Нитридизация происходит медленнее и, следовательно, дороже, и, кроме того, она предъявляет определенные требования к легирующим металлам в стали, чтобы можно было создавать стабильные нитриды. Преимущество нитридизации заключается в том, что ее можно проводить при низких температурах, она создает очень твердую поверхность, и процесс оставляет на поверхности некоторое остаточное напряжение сжатия, что хорошо для усталостных свойств коленчатого вала. Низкая температура во время обработки выгодна тем, что не оказывает отрицательного воздействия на сталь, такого как отжиг]].В коленчатых валах, которые работают на роликовых подшипниках, предпочтение отдается науглероживанию из-за высоких контактных напряжений Герца в таком применении. Как и азотирование, науглероживание также оставляет на поверхности некоторые остаточные напряжения сжатия.

Противовесы [править | править источник]

Некоторые дорогие высокопроизводительные коленчатые валы также используют противовесы из тяжелого металла, чтобы сделать коленчатый вал более компактным. В качестве тяжелого металла чаще всего используется вольфрамовый сплав, но также использовался обедненный уран.Более дешевый вариант — использовать свинец, но по сравнению с вольфрамом его плотность намного ниже.

Вал подвергается воздействию различных сил, но обычно его необходимо анализировать в двух положениях.
Во-первых, выход из строя может произойти в положении максимального изгиба. В таком состоянии выход из строя происходит из-за изгиба, а давление в цилиндре максимальное. Во-вторых, кривошип может выйти из строя из-за скручивания, поэтому шатунную шейку необходимо проверить на срез в положении максимального скручивания. Давление в этом положении — это не максимальное давление, а часть максимального давления.

Коленчатый вал | Инжиниринг | Fandom

Коленчатый вал, поршни и маховик

Коленчатый вал , иногда сокращенно коленчатый вал , является той частью двигателя, которая преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение.

Обычно он соединяется с маховиком для уменьшения характеристики пульсации четырехтактного цикла, а иногда и с демпфером крутильных или вибрационных колебаний на противоположном конце, чтобы уменьшить крутильные колебания, часто вызываемые по длине коленчатого вала цилиндрами, наиболее удаленными от вала. выходной конец действует на упругость металла при кручении.

Большие двигатели обычно являются многоцилиндровыми, чтобы уменьшить пульсации от отдельных тактов запуска, с более чем одним поршнем, прикрепленным к более сложному коленчатому валу; но многие небольшие двигатели, такие как двигатели мопедов или садовой техники, являются одноцилиндровыми и используют только один поршень, что упрощает конструкцию коленчатого вала. Коленчатый вал имеет линейную ось, вокруг которой он вращается, как правило, с несколькими шейками подшипников, установленными на сменных подшипниках, удерживаемых в блоке двигателя, основных подшипниках.Поскольку коленчатый вал подвергается значительной боковой нагрузке от каждого цилиндра в многоцилиндровом двигателе, он должен поддерживаться несколькими такими подшипниками, а не только по одному на каждом конце; это также было фактором роста автомобильных двигателей V8 с их более короткими коленчатыми валами, а не с прямыми восьмёрками. По этой причине двигатели с высокими рабочими характеристиками часто имеют больше коренных подшипников, чем их собратья с более низкими характеристиками.

Кроме того, для преобразования возвратно-поступательного движения во вращение коленчатый вал имеет «ходы кривошипа» или «шатуны кривошипа», дополнительные опорные поверхности, ось которых смещена от оси кривошипа, к которым относятся «большие концы» шатунов. от каждого цилиндра прикрепить.Расстояние оси кривошипа от оси коленчатого вала определяет измерение хода поршня и, следовательно, рабочий объем двигателя; распространенный способ увеличить мощность двигателя — увеличить ход. Однако это также увеличивает возвратно-поступательную вибрацию, ограничивая возможности двигателя на высоких оборотах; в качестве компенсации это улучшает работу двигателя на низких оборотах, поскольку более длинный ход впуска за счет меньшего клапана (ов) приводит к большей турбулентности и перемешиванию всасываемого заряда.По этой причине даже такие высокоскоростные производственные двигатели, как современные двигатели Honda, классифицируются как длинноходные, поскольку ход больше диаметра отверстия цилиндра. В серийных V-образных или плоских двигателях соседние шатуны прикрепляются бок о бок к одному ходу кривошипа, что упрощает конструкцию кривошипа.

Конфигурация и количество поршней относительно друг друга и кривошипа приводит к прямым, V-образным или плоским двигателям. Однако один и тот же базовый блок двигателя может использоваться с разными коленчатыми валами для изменения порядка зажигания; например, конфигурация двигателя V6 под углом 90 градусов, обычно получаемая с использованием шести цилиндров двигателя V8 с укороченной версией коленчатого вала V8, создает двигатель с присущей ему пульсацией потока мощности из-за «недостающих» двух цилиндры, часто уменьшенные за счет использования балансирных валов.Однако тот же двигатель можно сделать так, чтобы он обеспечивал равномерно распределенные импульсы мощности, используя коленчатый вал с индивидуальным ходом кривошипа для каждого цилиндра, разнесенный таким образом, чтобы поршни фактически смещены по фазе на 60 градусов, как в двигателе GM 3800. Точно так же, в то время как серийные двигатели V8 используют 4 коленвала, разнесенных на 90 градусов, в гоночных двигателях часто используется «плоский» коленчатый вал с разнесенными на 180 градусов ходами, что обеспечивает более высокий и плавный звук двигателей IRL по сравнению, например, с двигателями NASCAR.В двигателях, отличных от плоской конфигурации, необходимо предусмотреть противовесы для возвратно-поступательного движения каждого поршня и шатуна; они обычно отливаются как часть коленчатого вала, но иногда их изготавливают на болтах. Это значительно увеличивает вес коленчатого вала; коленчатые валы плоских двигателей Volkswagen, Porsche и Corvair, не имеющие противовесов, легко переносятся вручную, по сравнению с коленчатыми валами рядных или V-образных двигателей, которые необходимо обрабатывать и перевозить как тяжелые куски металла.

У многих ранних авиационных двигателей (и некоторых других применений) коленчатый вал был прикреплен к корпусу, а вместо этого вращались цилиндры, что известно как роторная конструкция двигателя.

В двигателе Ванкеля роторы приводят в движение эксцентриковый вал, который можно рассматривать как эквивалент коленчатого вала в поршневом двигателе.

Коленчатые валы могут быть коваными или отлитыми из низкоуглеродистой или высокопрочной стали, либо изготовлены из цельной заготовки кованой стали. Низкоуглеродистая сталь используется только для двигателей в моделях или других подобных устройствах, где двигатель работает, но не подает питание.Литые коленчатые валы обычно используются в серийных двигателях, при этом кованые коленчатые валы и коленчатые валы с заготовками более дорогие, но надежные для более высокой производительности. Черновая отливка или поковка обрабатываются по размеру и форме, отверстия просверливаются, шейки коренных и шатунных подшипников прецизионно отшлифованы и закалены, а соответствующие отверстия имеют резьбу.

Анализ напряжений коленчатого вала [редактировать | править источник]

Коленчатый вал подвергается воздействию различных сил, но его необходимо проверять в двух положениях.Во-первых, выход из строя может произойти в положении максимального изгиба. В таком состоянии выход из строя происходит из-за изгиба, а давление в цилиндре максимальное. Во-вторых, кривошип может выйти из строя из-за скручивания, поэтому шатунную шейку необходимо проверить на срез в положении максимального скручивания. Давление в этом положении — это не максимальное давление, а часть максимального давления.

Как и если вам следует заводить автомобиль с неисправным датчиком коленчатого вала

Как завести автомобиль с неисправным датчиком коленчатого вала

Коленчатый вал вашего автомобиля или практически любой современный двигатель внутреннего сгорания также называют коленвалом.Коленчатый вал — это часть двигателя, которая заставляет поршни двигаться вверх и вниз. Кривошип делает это за счет вращения с цилиндрами, прикрепленными к валу, который выполнен со смещением или квадратным зигзагообразным узором, чтобы дать поршням различное время толкания и тяги во время вращения. Коленчатый вал обычно соединен с маховиком, чтобы облегчить вращение.

Стоимость подержанных автомобилей может быть фантастической, но они не показывают вам потенциального технического обслуживания, на которое вам придется потратить деньги в будущем из-за износа, о котором у вас нет полной истории, даже когда вы используете поиск автомобилей с полным журналом обслуживания и любых возможных несчастных случаев.

Итак, если у вас есть подержанный автомобиль и вы подозреваете, что коленчатый вал может нуждаться в замене, лучше понять предупреждающие признаки проблем с датчиком коленвала сейчас и обратиться к руководству по ремонту, чем откладывать это и иметь серьезные проблемы с двигателем позже.

Важность коленчатого вала

Учитывая, что коленчатый вал перемещает поршни — жизненно важный компонент двигателя, — сам кривошип важен для трансмиссии и абсолютно необходим для управления автомобилем.Возникли проблемы с датчиком, когда кривошип может начинаться с заглохания или с включением индикатора проверки двигателя. Как только проблема станет серьезной, двигатель может серьезно повредиться, если вы продолжите ездить на нем.

Могу ли я завести автомобиль с неисправной рукояткой?

Если вам интересно, безопасно ли заводить машину, когда коленчатый вал выходит из строя, ответ — да, если это самое начало проблемы. В случае выхода из строя датчика положения или при появлении симптомов неисправного коленчатого вала, которые нельзя игнорировать, не садитесь за руль.Как завести автомобиль с неисправным датчиком коленчатого вала: включите зажигание, если и только , если у вас горит индикатор проверки двигателя и минимальные симптомы помимо этого.

Если в вашем автомобиле один или два раза давала осечка или вы только начинали замечать неравномерное ускорение, на нем можно ездить, но пора отнести его в магазин. Если проблемы более серьезны, вождение может привести к значительному повреждению двигателя, ремонт которого может стоить намного дороже. Итак, на какие симптомы следует обращать внимание?

Признаки неисправного коленчатого вала

Когда ваш коленчатый вал начинает работать, есть несколько контрольных признаков, на которые следует обратить внимание.В редких случаях может быть несколько других симптомов, но наиболее распространенными являются следующие.

Проблемы с запуском двигателя

Самый распространенный признак плохого запуска двигателя — это запуск двигателя. Проблемы с запуском вашего автомобиля могут быть неустойчивыми, или вы вообще не сможете его завести.

Неравномерное ускорение

Еще одним распространенным признаком того, что датчик положения коленчатого вала не получает правильные данные, является нерегулярное или необычно медленное ускорение.Это происходит потому, что нельзя отрегулировать впрыск топлива или время зажигания из-за неточных показаний датчика.

Остановка

Хотя периодическая остановка автомобиля часто является признаком неисправности проводки, она также может указывать на проблему с датчиком положения коленчатого вала. Если у датчика положения кривошипа есть проблема с проводкой, это тоже может вызвать заглох двигателя. Когда ваша машина останавливается в пробке, это может быть не только страшно, но и опасно. Заглохание может произойти на холостом ходу на светофоре или при движении по шоссе.

Вибрация двигателя или пропуски зажигания

Если ваш двигатель начинает заметно вибрировать (больше, чем обычно), это может быть вызвано пропуском зажигания в ваших цилиндрах. Эта проблема также может быть результатом неисправности датчика положения на коленчатом валу. Датчик может предоставлять неверную информацию о положении ваших поршней. Этот симптом также может быть результатом синхронизации ваших свечей зажигания, поэтому вам тоже захочется проверить это. Если дело не в свечах зажигания, скорее всего, проблема заключается в датчике положения коленвала.

Индикатор проверки двигателя

Хотя включение индикатора проверки двигателя может быть связано с несколькими проблемами двигателя, он часто загорается при неисправностях датчика коленчатого вала. Если у вас есть какие-либо другие симптомы, такие как неравномерное ускорение, пропуски зажигания, торможение или трудности с запуском автомобиля вместе со светом, немедленно обратитесь к механику. Магазин должен иметь возможность сканировать коды неисправностей, чтобы помочь точно определить проблему.

Сколько стоит ремонт коленчатого вала?

Если вам действительно нужно отремонтировать кривошип или датчик положения, это не всегда самое дешевое решение для автомобиля.Стоимость будет существенно зависеть как от модели вашего автомобиля, так и от вашего местоположения. В некоторых ситуациях ремонт коленчатого вала может стоить около 200 долларов с учетом затрат на ремонт. С другими типами транспортных средств это может стоить тысячи долларов.

Средняя цена ремонта вашей кривошипа составляет от 280 до 400 долларов, но может быть на несколько сотен долларов дороже, если у вас роскошный автомобиль, транспортное средство, на котором сложно работать или жить в дорогом районе.

Замена собственного

Если вы отлично разбираетесь в работе с автомобилями, вы можете самостоятельно заменить датчик коленчатого вала.Вам просто нужно тщательно изучить, как это сделать правильно и, если возможно, как заменить один на вашем конкретном автомобиле. Если замена не будет выполнена должным образом, это может привести к повторному возникновению проблемы или еще большему повреждению двигателя в долгосрочной перспективе.

Могу я подождать, чтобы починить коленчатый вал?

Цены на новые автомобили могут быть высокими, поэтому, если вы не хотите платить за замену всего двигателя или покупать новый автомобиль, откладывать ремонт кривошипа не рекомендуется. Стоимость ремонта коленчатого вала может составлять несколько сотен долларов, но это, безусловно, перевешивает стоимость полного капитального ремонта двигателя, который может обойтись в тысячи долларов.

Остановка на автостраде также чрезвычайно опасна, и попадание в аварию увеличит стоимость автострахования, даже если вам посчастливится уйти невредимым. Даже если вы не повредите свой двигатель из-за того, что катаетесь с неисправной рукояткой, вы ставите себя и других в опасные ситуации, если вам нужно сделать левый поворот или сойтись на определенной скорости, и ваш автомобиль просто не будет ускоряться. это нужно.

Ремонт коленчатого вала

Если симптомы проблемы с датчиком положения коленчатого вала очень заметны, стоит позвонить в буксирную компанию или в службу технической помощи на дороге, например, AAA, и попросить их отвезти ваш автомобиль в автомастерскую. увеличения пробега на неисправном кривошипе и поршнях.Код неисправного датчика коленчатого вала — P0335. Когда вы доставите его в магазин, попросите «проверить диагностику света двигателя», чтобы убедиться, что это проблема, и они не собираются взимать с вас плату за другой ремонт, который может быть ненужным.

Распредвалы и коленчатые валы: что они делают и как работают?

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

Хотя поначалу это может показаться немного сложным, это не так страшно, когда все разбивается на части.

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

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — один из важнейших компонентов вашего двигателя.

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

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

Ремень приводит в движение все, от вашего кондиционера до генератора. Конечно, коленчатый вал также приводит в движение карданный вал двигателя, который передает мощность на колеса через трансмиссию.

Если поршни — рабочие лошадки — коленвал — служба доставки.

Как работает коленчатый вал

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

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

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

Кроме того, коленчатый вал имеет шестерню, прикрепленную к переднему концу, и эта шестерня прикрепляется к серпантинному ремню, который приводит в движение все аксессуары вашего двигателя.

Еще одна особенность коленчатого вала — это противовесы. Поршни, движущиеся вверх и вниз, создают большую силу, которая в противном случае заставила бы ваш двигатель перемещаться повсюду.

В то время как опоры двигателя закрепляют ваш двигатель болтами, еще одна вещь, которая удерживает ваш двигатель от слишком большого движения и сохраняет все в равновесии, — это противовесы коленчатого вала.

Это просто более тяжелые части коленчатого вала, которые производитель стратегически разместил, чтобы все было сбалансировано, поскольку коленчатый вал вращается на безумно высоких оборотах.

Что такое распределительный вал?

Прежде чем вы разберетесь, как работает распредвал (и чем он отличается от коленчатого вала), вам нужно сначала понять — что такое распредвал ?

Самый простой способ определить функцию распределительного вала — это преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное.Это сбивает с толку? Давайте разберемся.

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

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

Если выпускной клапан не открывается вовремя, все сгоревшее топливо и воздух некуда деваться, что затрудняет попадание нового воздуха в систему.

Может показаться, что это не так уж много, но распредвал является одним из наиболее важных аспектов вашего двигателя. Если вы ищете серьезного повышения производительности, модернизация распределительного вала и настройка — верный способ добиться этого.

Как работает кулачок?

Как и коленчатый вал, распределительный вал — понятие относительно простое для понимания. Но что делают кулачки и, что более важно, что они делают для производительности?

Распределительный вал представляет собой металлический стержень со смещенными выступами.Эти смещенные лепестки упираются в толкатели, прикрепленные к коромыслам.

Поскольку большая часть лепестка толкает толкатель, он поднимает его. Другой конец штока толкает коромысло, которое, в свою очередь, поднимает или опускает соответствующий впускной или выпускной клапан.

Когда нижняя часть лепестка возвращается в исходное положение, толкатель опускается обратно вниз, и цикл повторяется.

Поскольку распределительный вал прикреплен к коленчатому валу через ремень или цепь ГРМ, не имеет значения, насколько быстро или медленно работает двигатель; распределительный вал всегда остается в идеальном ритме.

Это необходимо для того, чтобы все работало бесперебойно, и настройка на этот раз может отрицательно сказаться на характеристиках двигателя.

Рабочие Распредвалы

Если вы думаете, что между разными распределительными валами нет большой разницы, поскольку все они должны быть в соотношении 1: 2 с коленчатым валом — остановитесь прямо здесь.

Распредвалы

Performance отличаются от обычных распредвалов, и все сводится к ГРМ.

Чем дольше открыты впускные клапаны, тем больше времени у вас есть на нагнетание воздуха в камеру сгорания.Чем больше воздуха вы туда попадете, тем больше силы вы создадите при каждом взрыве.

Вот почему рабочие распредвалы имеют большие кулачки по сравнению со стандартными распредвалами. Однако при замене распредвала необходимо произвести настройку двигателя. В противном случае вы сломаете двигатель, как правило, в течение нескольких минут после его запуска.

Итак, что делает рабочий распределительный вал? Он полностью ремонтирует ваш двигатель и оптимизирует производительность.

Двойные верхние распредвалы (DOHC) и традиционные распредвалы

Одна из особенностей, которыми производители хвастаются, — это двойные верхние кулачки или DOHC.Наиболее значительным преимуществом DOHC является то, что вы получаете два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.

Это позволяет двигателям работать на более высоких оборотах, но при этом получать воздух, необходимый для работы. Хотя это наиболее заметное преимущество систем с двумя распределительными валами по сравнению с одним, существуют также потолочные системы с одним распределительным валом.

Обе системы полностью исключают толкатели, и вместо этого коромысла устанавливаются непосредственно напротив распределительного вала.Это само по себе дает несколько преимуществ и позволяет производителю размещать свечу зажигания в середине камеры сгорания для повышения эффективности.

И DOHC, и система с одним верхним кулачком (SOHC) работают по одним и тем же принципам, но двигатели с DOHC обычно являются двигателями с более высокими характеристиками.

Единственный реальный недостаток DOHC по сравнению с SOHC состоит в том, что системы DOHC немного менее экономичны и немного дороже в ремонте. Однако, если ваш распредвал нуждается в ремонте, он не будет дешевым, независимо от системы, установленной в вашем автомобиле.

Фактически, если вашему распредвалу требуется ремонт, высока вероятность того, что несколько других компонентов будут повреждены, и вам может потребоваться новый двигатель.

Распределительный вал и коленчатый вал: настоящая разница

Одно из самых значительных различий между распределительным валом и коленчатым валом — это форма. Распредвалы длинные и узкие, со смещенными лепестками по всей длине.

Коленчатые валы, напротив, большие и громоздкие. Хотя они в основном круглые по своей природе, они имеют смещенные монтажные площадки для шатуна, что делает их коренастыми и громоздкими в работе.

Конечно, дело не только в том, как они выглядят, это два совершенно разных компонента, которые выполняют совершенно разные функции. Не менее важно сломать цель коленчатого и распределительного валов.

В то время как коленчатый вал является инструментом для подачи энергии, распределительный вал — это ритм, который заставляет все работать, когда это необходимо. Оба они имеют решающее значение для работы двигателя, но это совершенно разные компоненты.

Удивительная хореография между коленчатым валом и распределительным валом

Хотя есть масса вещей, которые можно сломать, глядя на распредвалы vs.коленчатые валы, есть интересное соотношение, которое обеспечивает бесперебойную работу.

Цепь (или ремень) ГРМ соединяет коленчатый вал с распределительным валом, и распределительный вал всегда будет вращаться в соотношении 1: 2 с коленчатым валом.

Когда вы это разбираете, в этом есть смысл. Четырехтактные двигатели имеют четыре ступени — впускной клапан открывается на одной ступени, а выпускной клапан открывается на другой. На последних двух этапах оба клапана остаются закрытыми.

Но за каждый оборот распределительного вала вы открываете и впускной, и выпускной клапаны по одному разу.Благодаря тому, что частота вращения коленчатого вала составляет половину скорости, все остается в идеальном состоянии.

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

Распредвалы и коленчатые валы: больше информации

Ищете ли вы лучший ответ на часто задаваемый вопрос о том, что такое распределительный вал или коленчатый вал, или вы пытаетесь лучше понять, как работает волшебная машина на вашей подъездной дорожке — понимание различий между распределительным валом а коленвал жизненно необходим.

Comments |0|

Legend *) Required fields are marked
**) You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
Category: Разное