Коленвал что это такое: Коленвал — это… Что такое Коленвал?

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.

как и для чего ее проводят

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания представляет собой один из основных элементов кривошипно-шатунного механизма, являясь деталью достаточно сложной формы. К коленчатому валу (в области шеек коленвала) реализовано крепление шатунов. Через шатун от поршня на коленвал передается усилие, что позволяет преобразовать возвратно поступательное движение поршней в цилиндрах во вращательное движение коленчатого вала.

Необходимо отметить, что коленвал в процессе работы двигателя испытывает значительные нагрузки, так как давление газов в результате сгорания топливно-воздушной смеси воздействует на весь КШМ, параллельно на него воздействует инерционная нагрузка и т.д. В совокупности все силы, оказывающие воздействие на элемент, переменные по своей величине и направлению. По этой причине к детали выдвигаются особые требования касательно прочности и материалов изготовления, что необходимо для способности успешно противостоять таким нагрузкам. При этом деталь, как и любой другой нагруженный элемент, рано или поздно выходит из строя. В этой статье мы поговорим о том, что такое расточка коленвала, когда нужна данная ремонтная процедура, а также как проводится расточка и шлифовка коленвалов.

Содержание статьи

Почему и в каких случаях нужна расточка коленчатого вала

Так как коленвал является нагруженной деталью, о его неисправностях водитель может узнать по появлению стука в двигателе. Если коленвал начал стучать, силовой агрегат нуждается в неотложном ремонте. В блоке цилиндров сам коленвал лежит в так называемой постели, закреплен посредством коренных подшипников скольжения (коренные вкладыши). Также в месте крепления шатунов к валу имеются шатунные подшипники (шатунные вкладыши). Материалы для изготовления вкладышей используются такие, чтобы элемент был прочным и имел гладкую поверхность. Это необходимо для минимизации трения в месте контакта вала и вкладыша, а еще позволяет валу свободно вращаться. На вкладыши в обязательном порядке дополнительно подается моторное масло из системы смазки, что и обеспечивает бесперебойную работу механизма.

Становится понятно, что идеальные поверхности вкладышей и шеек коленвала, полученные при изготовлении деталей благодаря тщательной полировке, подвержены износу в процессе эксплуатации двигателя. Со временем происходит увеличение зазоров, появляются люфты, коленвал начинает стучать. В результате сильно возрастает общий износ ЦПГ и КШМ. Также в случае проблем с коленвалом может возникнуть снижение давления в системе смазки, что приводит к загоранию сигнальной лампы аварийного давления масла на приборной панели.

В подобной ситуации простой заменой вкладышей на новые обойтись не удается. Следует устанавливать вкладыши ремонтного размера. Например, толщина стенки ремонтного вкладыша будет на 0. 2 мм толще, чем у стандартного или же установленного до этого ремонтного. По указанной причине установить ремонтные вкладыши возможно только после расточки коленчатого вала. Такая расточка означает, что наружный диаметр шеек будет подогнан под размеры вкладышей. Для каждого ДВС имеются различные комплекты ремонтных вкладышей, которые отличаются по размерам. Чем больше размеров выпускается для того или иного мотора, тем большее количество раз коленвал можно растачивать под конкретный ремонтный размер при ремонте. Для многих моторов предполагается 4 ремонтных комплекта. В процессе  окончательной подгонки также может потребоваться такая операция, как расточка вкладышей коленвала, что будет зависеть от определенных индивидуальных особенностей устанавливаемых деталей.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое шлифовка головки блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о причинах, по которым возникает необходимость фрезеровать ГБЦ, а также об особенностях шлифовки головки блока.

Необходимость ремонта вала возникает и в том случае, если вкладыши рабочие, но на самом валу имеются производственные дефекты (брак). Эта ситуация возникает естественным образом, проявляясь в процессе эксплуатации. Другими словами, расточку проводят тогда, когда пострадали шейки коленчатого вала. Возникновение задиров, канавок, износ шеек коленвала более 0.03 мм. уже принято считать основанием для расточки, так как полное восстановление гладкой поверхности шеек попросту невозможно без этой процедуры. Вкладыши после расточки также нужно будет менять. В конечном итоге, при ремонте получается добиться того, что коленвал после расточки и новые вкладыши имеют абсолютно гладкую и ровную поверхность в местах сопряжения, позволяя нагруженному механизму нормально работать.

Если суммировать полученную информацию, общее состояние поверхности шеек коленчатого вала сильно зависит от того, в каком состоянии находятся вкладыши коленвала. Указанные элементы должны быть подогнаны друг к другу с филигранной точностью, чтобы сопряженная пара (шейка-вкладыш) могла нормально работать при условии значительных и постоянно меняющихся нагрузок.  Добавим, что частой проблемой многих ДВС является проворачивание вкладышей коленвала. Нужно помнить, что если вкладыш провернуло, заменить один или все вкладыши без расточки коленвала будет недостаточно. По этой причине для проведения квалифицированного ремонта двигателя необходимо:

• определить износ вкладышей коленчатого вала;
• выявить дефекты коленвала;
• реализовать предварительную расточку коленвала;
• осуществить установку вкладышей соответствующего ремонтного размера;

Другими словами, во время капремонта мотор полностью разбирается, после чего двигатель дефектуют, проводятся различные замеры при помощи нутромера, микрометра и другого оборудования. Затем на основании полученных результатов при необходимости проводится расточка блока цилиндров, коленвала, фрезеруется и шлифуется ГБЦ, осуществляется расточка постели коленвала и т.д. Только после выполнения всех этих операций подбираются ремонтные поршни и кольца, а также вкладыши коленвала и другие детали.  Отметим, что заранее приобретать ремонтные запчасти не рекомендуется, так как во многих случаях расточка может производиться специалистами не в следующий, а сразу через один ремонтный размер или даже более. Это зависит от характерных особенностей имеющейся выработки, глубины повреждений и т.п.

Как растачивается коленвал

Начнем с того, что расточка и шлифовка коленвала своими руками в гаражных условиях под силу только опытным специалистам, которые имеют соответствующий набор специального оборудования. Прежде всего, в наличии должен быть станок для расточек коленвала, так как вся процедура должна выполняться с высокой точностью. Нужно учитывать и то, что от качества работ с коленвалом будет напрямую зависеть и сложность дальнейшей подгонки ремонтных вкладышей.

Также некоторые автолюбители в целях максимальной экономии умудряются шлифовать коленвал в гараже подручными средствами, но выполнять данную процедуру настоятельно не рекомендуется, так как результат может быть абсолютно непредсказуемым.

Добавим, что перед началом работ специалист должен обязательно проверять коленвал на предмет осевого смещения шатунных шеек, искривления коленчатого вала и т.д. При этом все равно получается, что хотя ремонт вала представляет собой сложную токарную операцию, купить новую деталь все равно получится в среднем на 50-60% дороже сравнительно с тем, сколько стоит расточка коленвала опытным мастером.

Подведем итоги

Для экономии денежных средств во время проведения капитального ремонта двигателя владелец автомобиля при желании всегда может взять разборку агрегата на себя. Самостоятельное снятие навесного оборудования, демонтаж ДВС и его извлечение из подкапотного пространства, а также мойка мотора позволит ощутимо уменьшить общую стоимость затрат. Если имеются навыки и инструменты, сам двигатель также можно разобрать у себя в гараже, доставив для дефектовки и расточки только отдельные элементы (например, ГБЦ, БЦ или коленвал). Последующую сборку мотора также можно провести самостоятельно.

При этом следует помнить, что замена вкладышей и расточка коленчатого вала является сложной процедурой. Если вы не уверены в своих силах, лучше полностью доверить весь процесс разборки, ремонта и сборки двигателя специалистам. Дело в том, что в автосервисе с хорошей репутацией имеется нужное оборудование, стенд для ремонта двигателя и т.д. В таких условиях мотор тщательно промывается изнутри, очищаются масляные каналы, труднодоступные полости. После ремонта на двигатель обязательно должны дать гарантию, так как в процессе сборки все детали перед установкой проверяются мастером и подгоняются при необходимости прямо на месте. Это позволяет упростить процесс сборки и экономит время, возможные дефекты обнаруживаются и устраняются до того момента, когда мотор уже стоит на автомобиле.

Также добавим, что после расточки коленвала и замены вкладышей, расточки цилиндров, замены поршней и колец, а также целого ряда других операций, которые входят в список работ в рамках частичного или капитального ремонта двигателя, бензиновому или дизельному мотору необходима обкатка. Дело в том, что новые или восстановленные нагруженные узлы и агрегаты всегда требуют определенной притирки, что не позволяет сразу эксплуатировать ДВС в привычном режиме.

Не следует забывать и о том, что от качества моторного масла и своевременной замены смазочного материала и фильтров напрямую будет зависеть ресурс отремонтированного ДВС. Обратите внимание, шатунные и коренные вкладыши являются теми деталями, которые первыми выходят из строя в случае проблем с системой смазки двигателя. По этой причине следует следить за уровнем масла, использовать соответствующие данному типу силовой установки ГСМ, избегать активной езды на холодном моторе и т.д.

Читайте также

Коленвал — Госстандарт

Измерение осевого люфта коленчатого вала

Установите штатив индикатора. Если блок цилиндров чугунный установите штатив на магнитной основе, если блок цилиндров из алюминиевого сплава установите кронштейн, используя любое резьбовое отверстие блока цилиндров.

Используя шлицевую отвёртку как рычаг, до упора сдвиньте коленчатый вал в сторону передней части двигателя. Установите индикатора на «0». Для измерения осевого люфта при помощи отвёртки переместите вал назад. Определите показание индикатора.

Если удобно, индикатор можно установить и на переднюю стенку блока цилиндров.

Снятие и установка коленчатого вала

Перед снятием коленчатого вала замерьте и запишите осевой люфт вала, это несколько облегчит подбор толщины упорных осевых вкладышей. Определите нахождение меток на крышках коренных подшипников и блоке цилиндров, определяющих место и направление установки крышек коренных подшипников. В случае отсутствия таких меток (что бывает крайне редко), нанесите метки, однозначно определяющие расположение крышек.

Будьте осторожны, не путайте метки расположения крышки на блоке с метками размерной группы установленных вкладышей, которые могут иметь цифровое обозначение. В случае необходимости обратитесь к руководству по ремонту автомобиля.

Снимите все детали, мешающие 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. Иногда необходимо снять маслоприемник масляного насоса, отдельный задающий ротор датчика положение коленчатого вала и другие детали, указанные в руководстве по ремонту.

В некоторых руководствах по ремонту (мануалах) указывается очерёдность и метод откручивания болтов крышек коренных подшипников коленчатого вала, но в большинстве руководств это не упоминается. Но, даже если в руководстве очерёдность откручивания болтов не указана, это совсем не значит, что можно откручивать болты в любой очерёдности. Просто составители руководств справедливо считают, что профессиональный автомеханик знает, как это правильно делается. Но у нас часто и профессиональные мотористы откручивают болты, начиная с одного края и до другого края за один проход. Довольно часто приходится слышать возражения, я так делаю 20 лет, и все собранные мной двигатели работали нормально. Это не совсем так, может при правильной сборке срок службы двигателя, зависящий от многих причин, мог быть больше или вибрации двигателя были бы меньше.

Если в руководстве по ремонту конкретного двигателя указана очерёдность откручивания болтов, выполняйте указания руководства. Если подобных указаний нет, откручивайте болты по спирали, начиная от краёв и постепенно перемещаясь к центру. Не откручивайте болты сразу за один проход, болты необходимо откручивать за несколько проходов. При первом проходе, перемещаясь строго по спирали, отверните каждый болт не более чем на 1/4 оборота. При втором проходе ещё несколько ослабьте затяжку болтов и только при третьем, или лучше четвёртом, проходе выверните болты полностью и снимите.

Метод спирали также используется при снятии и установке различных крышек и корпусных деталей. При этом при снятии начинайте откручивать крепёжные элементы, болты или гайки с краёв, постепенно с двух сторон перемещаясь к центру, а при установке начинайте затягивать крепёжные элементы, начиная от центра и перемещаясь к краям.

Снимите крышки коренных подшипников, не допуская падения вкладышей, и расположите их строго в последовательности как они стояли на двигателе. Снимите коленчатый вал. Если предполагается последующая установка снятого коленчатого вала совместно со старыми вкладышами, извлеките вкладыши из постелей блока цилиндров и расположите их так, чтобы была возможность установки каждого вкладыша именно на то место, откуда он был снят при разборке. Даже если вкладыши будут меняться, всё равно расположите снятые вкладыши в порядке из расположения на двигателе. Анализ состояния и износа вкладышей поможет определить некоторые неисправности двигателя.

Если коленчатый вал имеет общий корпус крышек коренных подшипников, как находящийся внутри масляного поддона, так и являющийся структурой двигателя, откручивайте болты строго в очерёдности, указанной в руководстве по ремонту и также за несколько проходов. Если руководством по ремонту допускается повторная установка болтов, сделайте из картона шаблон с отверстиями соответствующий по форме блоку крышек коренных подшипников, и устанавливайте каждый снятый болт в необходимое отверстие. Болты крепления блока крышек могут отличаться не только по диаметру, но и по шагу резьбы, общей длине болта или длины резьбовой части. При сборке каждый болт необходимо устанавливать строго на то место, откуда он был снят при разборке.

Тщательно проверьте состояние всех элементов – коленчатого вала, крышек коренных подшипников, радиальных и осевых вкладышей, болтов крепления крышек коренных подшипников.

Проявляйте особую осторожность при снятии коленчатого вала, не допускайте повреждения полированных поверхностей шеек подшипников или контактных поверхностей переднего и заднего сальников.

Проверка коленчатого вала

Визуально проверьте состояние поверхностей коленных и шатунных шеек на наличие рисок и задиров. Проверьте состояние упорных поверхностей коленчатого вала, контактирующих с осевыми упорными вкладышами. При помощи нутромера с часовым индикатором замерьте расстояние между опорными поверхностями вала, контактирующими с осевыми упорными вкладышами.

Проверьте поверхности, контактирующие с уплотняющими кромками переднего и заднего сальников коленчатого вала. Проверьте посадочные поверхности маховика, зубчатого шкива или звёздочки и гасителя крутильных колебаний. При обнаружении повреждения указанных поверхностей вал необходимо заменить или отремонтировать.

При помощи микрометра проведите необходимые замеры всех коренных и шатунных шеек для определения недопустимого износа, конусности и овальности шеек. На каждой шейке необходимо произвести не менее четырёх замеров. Диаметр шейки измеряется с каждой стороны шейки в двух перпендикулярных направлениях. После замеров вычтите из большего размера меньший и определите конусность и овальность каждой шейки. Для определения износа учитывайте самый меньший диаметр из измеренных. Сравните полученные значения износа, конусности и овальность с данными в руководстве по ремонту. Если хоть одно из полученных значений превышает установленную норму, вал необходимо заменить или отремонтировать.

Установите коленчатый вал в центры или на V-образные призмы. Установите индикатор точно по середине центральной коренной шейки и замерьте радиальное биение вала. Действительное радиальное биение вала равно половите значения, замеренного индикатором. Если радиальное биение вала превышает норму, указанную в руководстве, вал необходимо заменить или отремонтировать.

Не только ремонт, но и указанные проверки лучше выполнять в условиях специальных предприятий, имеющих точный мерительный инструмент, специальные станки и квалифицированный, по данному роду работ, персонал.

Методика проверки биения коленчатого вала

Установите коленчатый вал в центры или на V-образные призмы. Установите штатив индикатора напротив центральной коренной шейки. Прижмите щуп индикатора к поверхности шейки. Медленно поворачивая коленчатый вал, при помощи индикатора определите самое низкое положение центра вала. Установите шкалу индикатора на «0». Медленно поворачивая коленчатый вал, определите самое высокое положение вала. Считайте показание индикатора. Истинное биение вала равно половине показания индикатора. Сравните вычисленное биение вала с техническими требованиями.

Ремонтные размеры

Многие заводы-изготовители двигателей выпускают вкладыши подшипников коренных и шатунных шеек коленчатого вала ремонтных размеров. Эти вкладыши имеют увеличенную толщину. Для отечественных автомобилей обычно выпускаются вкладыши одного номинального и четырёх ремонтных размеров. Вкладыши ремонтных размеров имеют обозначения: +0,25; +0,50; +0,75 и +1,0. При ремонте коленчатого вала шейки вала перешлифовываются так, чтобы соответствовать ремонтному размеру после устранения всех выявленных геометрических искажений формы шеек вала. Обратите внимание, что ремонтный размер указывает изменение диаметра шейки, а не толщины вкладыша. То есть каждый вкладыш +0,25 будет толще номинального не на 0,25 мм, а на 0,25 / 2 = 0,125 мм, что соответствует уменьшению внутреннего диаметра подшипника на 0,25 мм.

Соответственно шейки вала ремонтных размеров имеют обозначение -0,25; -0,50; -0,75 и -1,0. В этом случае диаметр шейки вала изменяется именно на указанную величину.

Так же выпускаются ремонтные осевые упорные вкладыши (полукольца) увеличенной толщины. Эти вкладыши предназначены для регулирования осевого люфта коленчатого вала.

Некоторые заводы-изготовители вкладыши ремонтных размеров не выпускают. В этом случае при обнаружении того, что геометрические размеры шеек вала выходят за установленные ограничения, необходимо заменить коленчатый вал.

Не путайте вкладыши ремонтных размеров с вкладышами селективной подборки, обычно имеющие цветовые метки, также имеющие некоторые различия по толщине. Вкладыши селективной подборки предназначены для точного подбора необходимого зазора в подшипнике, с учетом в различия в точности обработке диаметра коренных и шатунных шеек.

Если приходится ремонтировать автомобиль, ранее принадлежащий другому владельцу, вполне возможно, что коленчатый вал уже подлежал ремонту. Поэтому после снятия коленчатого вала обязательно замерьте диаметр шеек, и определите, к какому ремонтному размеру относится вал.

Зазор в коренных и шатунных подшипниках

Масло, поступающее в подшипники скольжения коренных и шатунных шеек, выполняет три функции, смазывает трущиеся поверхности, вымывает продукты износа трущихся поверхностей и производит охлаждение трущихся поверхностей. Поэтому, для обеспечения необходимого охлаждения подшипника, при конструировании двигателя, в зависимости от степени форсирования двигателя, определяется количество масла, проходящего через подшипник скольжения. Это количество регулируется зазором в подшипнике. Некоторые форсированные двигатели для увеличения общего количества проходящего через подшипник масла имеют специальную канавку для отвода масла из зазора подшипника.

Обычно зазор в коренных и шатунных подшипниках указывается в руководстве по ремонту автомобиля. При ремонте двигателя в условиях специализированного предприятия специалисты, производящие перешлифовку коленчатого вала, обеспечиваю необходимый зазор в подшипнике.

Для измерения зазора, убедившись в чистоте всех деталей, установите вкладыши в постели подшипников в блоке цилиндров и в крышки коренных подшипников. Вставьте фиксирующие выступы вкладышей в специальные выемки в постели и крышке подшипника. Вкладыши некоторых двигателей не имеют фиксирующих выступов, в таких двигателях вкладыши удерживаются от прокручивания за счёт затяжки крышки подшипника. В этом случае измеряется на соответствие технической норме выступание вкладыша относительно соединительной поверхности.

Затяните болты крышек коренных подшипников моментом затяжки, указанным в руководстве по ремонту. При помощи нутромера замерьте внутренние диаметры всех коренных подшипников и запишите результаты измерений. Проводите измерение в направлениях указанных на рисунке, это поможет определить правильность установки вкладышей подшипников.

При помощи микрометра замерьте наружный диаметр шейки вала и запишите результаты измерений. Для определения зазора в каждом подшипнике вычтите из диаметра отверстия диаметр соответствующей шейки вала.

Не зависимо от того, каким способом подбирались вкладыши, для обеспечения необходимого зазора, при помощи подбора вкладышей с использованием цветовых меток или при помощи измерения обязательно проведите окончательное измерение зазора при помощи индикаторной пластмассовой проволоки «Plastigage».

Измерение зазора в подшипнике при помощи «Plastigage»

Измерение ширины расплющенной проволоки и определение зазора в подшипнике

Определение зазора в коренных и шатунных подшипниках при помощи пластиковой проволоки «Plastigage» можно считать не только самым точным, но и самым дешёвым способом. Для его проведения не требуется приобретения дорогого мерительного инструмента. Многие заводы-изготовители рекомендуют обязательно проводить окончательный контроль зазора в подшипниках только этим способом. Во многих странах измерение зазоров при помощи «Plastigage» производится уже более 30 лет.

Измерительная пластиковая проволока «Plastigage» имеет точную калибровку по диаметру и имеет стабилизированные физические свойства по всей длине проволоки в широком диапазоне температур. Разумеется, её применение при отрицательных температурах не рекомендуется, поскольку при низких температурах проволока «Plastigage» меняет свои физические свойства и становится хрупкой. Не следует проводить подобные измерения также при очень высокой температуре.

Хрупкой проволока может стать также в результате длительного хранения.

Перед началом измерения зазора внимательно ознакомьтесь с инструкцией по применению измерительной проволоки «Plastigage». Измерительная проволока может быть предназначена для измерения ограниченного диапазона зазоров.

Перед проверкой тщательно очистите и обезжирьте все детали – коленчатый вал, вкладыши подшипников и места установки вкладышей, как в блоке цилиндров, так и в крышках коренных подшипников, при измерении зазоров в коренных подшипниках. При измерении зазоров в шатунных подшипниках, соответственно, очистите места установки вкладышей в шатунах и крышках шатунов. Убедитесь, что под вкладыши не попали никакие посторонние материалы. Наличие посторонних материалов не только исказит результаты измерения, но и в дальнейшем ускорит износ вкладыша.

Не применяя никакой смазки, осторожно установите именно те вкладыши, которые будут использоваться. Отрежьте куски измерительной проволоки «Plastigage» длиной чуть меньше ширины шеек. И положите куски проволоки строго вдоль оси коленчатого вала.

После установки измерительной проволоки на шейки вала не допускается даже минимальное вращение вала. Даже небольшое смещение вала приведёт к искажению измерений.

Установите крышки подшипников и, используя динамометрический ключ и, при необходимости, измеритель угла доворота болта затяните болты крышек коренных (шатунных) подшипников. Болты крышек коренных подшипников затягивайте строго в установленной очередности за несколько проходов, в соответствии с методикой установки коленчатого вала.

В соответствии с методикой снятия коленчатого вала снимите все крышки коренных подшипников. При помощи специального шаблона, входящего в комплект «Plastigage» определите ширину расплющенной проволоки и на основании этого определите зазор в подшипнике.

Если зазор не соответствует установленной технической норме, подберите вкладыши другой толщины. Если при помощи подбора вкладышей не получается установить рекомендованный техническими нормами зазор, отремонтируйте или замените коленчатый вал.

Ширина расплющенной измерительной проволоки должна быть одинаковая по всей длине одного куска. Если ширина расплющенной измерительной проволоки имеет различное значение по длине, в подшипнике имеется конусность. Придётся проверить конусность шейки коленчатого вала и конусность отверстия подшипника.

При помощи измерительной проволоки можно проверить и овальность шейки коленчатого вала (но не отверстия подшипника). Для этого после измерения зазора в подшипнике указанным способом, поверните коленчатый вал на 90º — 100º и ещё раз выполните измерение зазора. По разности двух измерений можно определить овальность шейки коленчатого вала.

После выполнения всех измерения тщательно удалите остатки измерительной проволоки. В целях исключения повреждения поверхности шеек вала, не применяйте для удаления проволоки металлические предметы. Остатки проволоки легко удаляются при помощи растворителя.

Установка коленчатого вала

Часто при снятии двигателя автомеханик видит его с довольно неприглядной стороны. Почти на всех старых двигателя присутствуют подтёки масла с налипшими на него толстым слоем частицами грязи. Но это совсем не значит, что при ремонте двигателя можно занизить требования к чистоте. При ремонте двигателя, как и при ремонте некоторых других агрегатов автомобиля, например автоматической коробки передач или рулевого механизма с гидравлическим усилителем, требуется чистота, соизмеримая с чистотой в медицинских учреждениях.

Перед установкой коленчатого вала ещё раз очистите все устанавливаемые детали, особенно постели установки вкладышей. Наличие даже чистого масла на поверхностях установки вкладышей не допускается, Тем более не допускается присутствия на этих поверхностях любых посторонних материалов.

Тщательно промойте коленчатый вал, при помощи специального ершика очистите масляные каналы коленчатого вала и продуйте их сжатым воздухом.

В руководстве по ремонту двигателя ознакомьтесь с расположением всех вкладышей. Почти всегда все верхние вкладыши (устанавливаемые в блок цилиндров) имеют одинаковую конструкцию, но встречаются двигатели, в которых двигатели различных шеек имеют различную конструкцию. Верхние вкладыши часто отличаются от нижних (устанавливаемых в крышки коренных подшипников) наличием масляной канавки посередине вкладыша. Если по каким-либо причинам устанавливаются снятые вкладыши, устанавливайте их только на то место, в котором они находились до снятия. Новые вкладыши устанавливайте только на то место, где они находились при проверке зазоров в подшипниках.

Не нанося на вкладыши или на место их установки масла, стараясь не прикасаться руками к рабочим поверхностям вкладышей, установите верхние вкладыши, установив упоры вкладышей в специальные паза. Если вкладыши не имеют специальных упоров от проворачивания, установите вкладыши так, что бы оба конца вкладыша находились на одинаковой высоте относительно установочной поверхности блока цилиндров.

Не нанося на вкладыши или на место их установки масла, установите верхние полукольца упорных осевых подшипников. Устанавливайте упорные полукольца так, чтобы масляные канавки, имеющиеся на упорных полукольцах, были направлены в сторону упорных поверхностей коленчатого вала.

Не дотрагиваясь руками до рабочих поверхностей вкладышей, при помощи маслёнки нанесите на все вкладыши обильный слой чистого масла, которое будет заливаться в двигатель. Некоторые производители рекомендуют при ремонте наносить на вкладыши специальное ремонтное мало.

Нанесите масло на поверхности коренных шеек коленчатого вала. Стараясь не сместить установленные верхние вкладыши, осторожно установите коленчатый вал в блок цилиндров. При установке коленчатого вала примете все меры предосторожности, исключающие повреждение поверхностей коренных и шатунных шеек, а также полированных уплотнительных поверхностей вала, контактирующих с уплотнительными кромками переднего и заднего сальников коленчатого вала.

Не нанося на вкладыши или на место их установки масла, стараясь не прикасаться руками к рабочим поверхностям вкладышей, установите нижние вкладыши в крышки подшипников, установив упоры вкладышей в специальные пазы крышек. Установите нижние упорные полукольца. При помощи маслёнки нанесите чистое моторное масло на вкладыши.

Крышки коренных подшипников допускается устанавливать только на то место, откуда они были сняты при разборке. Устанавливайте крышки руководствуясь установочными метками, имеющимися на крышках и блоке цилиндров. Крышки можно устанавливать только в одном направлении. Иногда на крышки наносятся цифровые метки обозначающие группу отверстия под подшипник, не путайте эти метки с установочными метками.

Крышки коренных подшипников в некоторых случаях устанавливаются при помощи направляющих втулок или штифтов, но чаще направляющим элементом служит болт крепления крышки. Блок общих крышек коренных подшипников всегда устанавливается при помощи направляющих втулок.

Перед установкой крышек необходимо проверить состояние болтов крепления крышек. Строго выполняйте указания руководства по ремонту автомобилей. Некоторые производители указывают на недопустимость повторной установки снятых болтов, некоторые производители допускают установку болтов ограниченное число раз, иногда требуется проверка общей дины болта или диаметра его зауженной части. В общем, резьбовое соединение крышек коренных подшипников является очень критическим местом. При замене болтов допускается установка только специальных болтов, выпушенных заводом-изготовителем и приобретённым строго по каталогу запасных частей.

Установка крышек коренных подшипников

Перед установкой болтов нанесите на резьбовую часть болта и упорную поверхность головки болта масло, в строгом соответствии с указаниями по ремонту. Излишнее масло удалите. Не выполнение этого правила не позволит обеспечить необходимую силу прижатия крышки, даже при применении динамометрического ключа.

Установите крышку и, прижимая крышку руками, заверните болты крепления крышки только усилием руки. Установите все остальные крышки. Затягивайте болты крышек коренных подшипников, за несколько проходов, в строгом соответствии с очерёдностью, указанной в руководстве по ремонту. В случае отсутствия прямого указания очерёдность, руководствуйтесь указаниями стандартной установки коленчатого вала. При затяжке болтов обязательно используйте динамометрический ключ. При установке болтов, работающих за пределом текучести, используйте специальный транспортир, точно определяющий угол доворота болта или используйте для этих целей специальные метки, нанесённые на головку болта фломастером.

После установки коленчатого вала обязательно проверьте лёгкость вращения вала в подшипниках. Но для подобной проверки необходимо иметь некоторый опыт по определению лёгкости вращения правильно собранного двигателя.

При затруднённом вращении коленчатого вала, работу по установке вала придётся повторить, при этом необходимо точно определить причину затруднённого вращения вала.

Коленчатый вал

Перецентровка коленвала

Чтобы исключить причины, вызывающие появление остаточ­ных напряжений, в технологию изготовления вала введены до­полнительные операции перецентровки: первая — после обтачи­вания коренных шеек, вторая — после термической обработки. Базой при перецентровках приняты первая и четвертая коренные шейки, что позволило усреднить биение и снизить припуски на последующую обработку

Во время второй перецентровки, произ­водимой на алмазно-расточном станке, кроме корректировки центров улучшается форма центровых фасок, уменьшается шеро­ховатость поверхности, что важно для последующей обработки детали на финишных операциях. Все это позволило ликвиди­ровать операции правки валов, уменьшить и стабилизировать межоперационные припуски и, в конечном итоге, благоприятно сказалось на надежности коленчатых валов в эксплуатации

Проблема снижения остаточных напряжений решена путем внед­рения более производительного и прогрессивного способа пред­варительной обработки коленчатых валов методом кругового фрезерования. При этом методе обработка производится много­резцовыми фрезерными головками, оснащенными твердосплав­ными неперетачиваемыми пластинками с механическим крепле­нием. Резание ведется на скорости 100—150 м/мин. Коленчатый вал производит за цикл медленный поворот в режиме подачи. Количество шеек, обрабатываемых за один поворот детали, соот­ветствует количеству фрезерных головок. Таким методом можно обрабатывать как коренные, так и шатунные шейки. По сравне­нию с точением фрезерование характеризуется сравнительно невысокой нагрузкой на коленчатый вал во время обработки. Достигается это соответствующим расположением режущих кро­мок пластинок фрезерной головки, благодаря чему весь профиль шейки делится на отдельные участки (секторы). При этом режу­щие кромки инструмента вступают в работу попеременно, что значительно снижает силы резания. Привод круговой подачи осуществляется с обоих концов вала, благодаря чему исключается   его деформация  и обеспечивается высокая геометрическая точность. Стружка дробится, что также положительно сказывается на параметрах процесса.

что это Устройство коленчатого вала. Фото, видео

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.

Материалы изготовления коленчатого вала

Коленчатые валы двигателя шести- и восьмицилиндровых четырехтакт­ных двигателей изготовляются из марганцовистой стали 50Г, а двенадцати цилиндровых — из Хромованадиевой стали 60ХФА. Коренные и шатунные шейки, а также шейки под уплотнительные манжеты подвергаются поверхностной закалке с нагревом ТВЧ. Сложная форма кованых коленчатых валов влечет за собой необ­ходимость сравнительно большого съема металла при механиче­ской обработке. Металл снимается не только на шейках, но и на щеках. Сравнительно большие припуски имеют коленчатые валы У-образных двигателей, ко_гда шейки расположены в не­скольких плоскостях. Кроме того, стремление использовать штамп как можно дольше также приводит к увеличению припу­сков. Согласно исходной технологии токарная обработка корен­ных шеек, переднего и заднего Концов коленчатого вала прово­дилась одновременно на многорезцовых станках мод. МК-840, а шатунных шеек на многорезцовых станках мод. МК-8212. При этом суммарная ширина режущих кромок одновременно рабо­тающих резцов на станке мод. МК-840 для шестицилиндровых валов составляла 440 мм, для восми-цилиндровых 490 мм, а на станке мод. МК-8212 — соответственно 240 и 320 мм.

Наличие значительных сил резания и ударных нагрузок при обработке щек в сочетании с перераспределением внутренних напряжений в материале вала после снятия поверхностного слоя штампованной заготовки приводило к короблению вала на пред­варительных операциях его изготовления. Нагрев шеек при закалке ТВЧ также вызывал дополнительное коробление вала. При этом суммарные деформации вала достигали 1,5—2 мм. I С целью их устранения технологическим процессом предусма­тривалась правка вала, которая производилась после обтачи­вания коренных и шатунных шеек и после термической обработки. Процесс правки заключался в неоднократном прогибе вала с устра­нением биения до допустимых величин.

Что такое коленвал

Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс.

По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

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

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

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

Почему коленвалы называют плоскими

В процессе изучения устройства коленчатого вала, порой кажется, что ты на уроке биологии. Первым делом в глаза бросаются массивные плоские “щеки”, между которыми находятся “шейки”. Одни шейки (как вы наверняка знаете) – коренные (на них вал опирается, лежа в картере) и шатунные (именно к ним сверху “цепляются” шатуны). Если посмотреть на коленвал “в фас”, возможны два варианта: либо щеки с шейками лежат в одной плоскости, либо половина из них расположена под прямым углом к другой половине. В первом случае вал и называют плоским.

При сборке двигателя вашей малолитражки наверняка использован именно плоский вал – это самой собой разумеющееся решение для 4-цилиндрового двигателя. А вот при создании V-образной “восьмерки” уже есть выбор. Изначально (на заре автомобилестроения) все конструкторы предпочитали именно плоские валы, однако с ростом мощности силовые агрегаты генерировали все больше вибраций и все труднее поддавались балансировке. Именно в попытках уменьшить уровень вибраций создатели моторов и пришли к схеме с установкой шеек под прямым углом друг к другу. И сейчас на большинстве V-образных “восьмерок” стоят именно такие коленвалы. А “плоские” остались уделом гоночных моторов или двигателей для суперкаров – можно вспомнить силовые агрегаты Ferrari или 5-литровый двигатель под капотом нового Shelby Mustang GT350.

Понять разницу между плоским коленвалом (справа) и коленвалом с шейками, установленными под прямым углом, проще всего с помощью картинок.

Окончательно отказываться от плоского коленвала мотористы не собираются. Ведь более простая конструкция делает его компактнее и легче, а значит – при прочих равных такой вал способен быстрее раскручиваться, делая мотор более приемистым. К тому же, сто последних лет металлурги не сидели спустя рукава – и благодаря продвинутым материалам, позволяющим при прежних размерах сделать деталь ощутимо легче, у современных плоских валов вибрации на порядок меньше, чем у их далеких предков.  

Остается вопрос: почему же тогда коленвалы 4-цилиндровых моторов делают плоскими? Дело в том, что уровень вибраций, вызванных т.н. силами инерции 2-го порядка (именно они проявляются на V-образных “восьмерках” с плоским коленвалом), сильно зависит от рабочего объема мотора. 4-цилиндровые двигатели компактны – поэтому на такие вибрации порой можно просто закрыть глаза. А если нельзя – проще и дешевле использовать т.н. балансирные валы. О которых мы поговорим в другой раз.

Коленвал как один из важнейших узлов двигателя автомобиля видео АвтоНоватор

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) сам по себе не может стронуть с места автомобиль, потому что поршни способны только на поступательное движение, которое должно быть преобразовано через коленвал в крутящий момент, обязательный для трансмиссии

Иными словами, последний служит передачей между ДВС и ведущими колесами, если не принимать во внимание ряд других узлов и механизмов

Из чего состоит коленвал

Как известно, гениальность – в простоте, и коленвал является ярким тому примером, так как устройство данного автомобильного узла не отличается сложностью, а эффективность его чрезвычайно высока. Именно этот элемент кривошипно-шатунного механизма, выполненный из стали или чугуна, несет на себе основную нагрузку вращения колес, передавая им энергию двигателя. Составлен вал из ряда колен (число их соответствует числу цилиндров ДВС), каждое из которых состоит из двух щек и соединяющей их шатунной шейки. Между собой колена связаны коренными шейками, снабженными одноименными подшипниками.

Преобразование поступательного движения в крутящее происходит за счет того, что оси шеек, соединенных через подшипники с шатунами, не совпадают с осью вращения всего вала. К слову, во избежание возникновения центробежных сил во время работы узла щеки с противоположной стороны от шатунных шеек утяжелены противовесами. Таково устройство коленчатого вала в целом, если не рассматривать маховик, устанавливаемый на одном конце узла, и соединение через ведомый диск с коробкой передач на другом конце.

Как работает коленчатый вал двигателя

Итак, в камерах двигателя внутреннего сгорания, после воспламенения нагнетенного туда горючего, образуются газы, которые, расширяясь, толкают поршни. Те, в свою очередь, оказывают воздействие на присоединенные к ним шатуны через кинематическую пару (бронзовая втулка и палец, тончайший зазор между ними заполнен маслом, подающимся сквозь отверстие во втулке). Шатун нижней головкой через подшипник соединен с шейкой колена, расположенного на валу, и каждое движение поршня, таким образом, проворачивает весь коленчатый вал двигателя.

Чтобы крутящий момент был передан на трансмиссию без ослабления, каждую коренную шейку охватывает специальный подшипник коленвала, состоящий из двух половинок, установленных внутри крышек картера. В последнем предусмотрены ячейки для вращающихся колен, с отверстиями для шатунов в верхней части и поддоном для масла в нижней. Между ячейками, по числу опорных шеек, располагаются подшипники, у каждого вместо элементов качения с внутренней стороны имеется канавка для масла.

Чтобы масло не вытекало из картера, на оба конца вала устанавливаются сальники, которые также имеются с каждой стороны от опорных подшипников.

https://youtube.com/watch?v=Ue6cDpSOKu4

Шестерня коленвала и ее значение

Когда картер полностью собран, снаружи устанавливается сальник, а затем – шестерня коленвала. Необходима она для того, чтобы через зубчатый ремень или непосредственно через шестерню распределительного вала происходила его синхронизация с работой коленчатого вала. В свою очередь распредвал посредством установленных на нем кулачков с определенной периодичностью открывает и закрывает клапаны газораспределительного механизма (ГРМ). Это необходимо для своевременной подачи в цилиндры ДВС топлива и отвода газов после его сгорания.

Если используется ременная передача, она попутно охватывает шкив насоса охлаждающей жидкости. К слову, натяжение ремня должно быть строго отрегулировано, для этого предусмотрен специальный ролик. Если у шестерни вдруг обнаружится люфт, проверьте, насколько надежно сидит в своем гнезде шпонка коленвала. Даже после того, как последняя будет вынута, шестерня при натянутом ремне должна сидеть достаточно плотно. Если люфт продолжается, значит, произошла деформация посадочного места, и не остается ничего другого, кроме как поменять вал. То же самое, если разбивает гнездо под шпонку.

Вкладыши коленвала — что это такое? Провернуло вкладыш: возможные причины, описание и особенности решения проблемы Изношенные вкладыши коленвала.

Проверка состояния вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала

Проверка состояния вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала

А — Поцарапаны инородными частицами — видны крупицы, погрузившиеся в рабочий слой вкладыша
В — Недостаток масла — верхний слой стерт
С — Вкладыши неправильно расположены при установке — имеются блестящие (отполированные) участки
D — Шейка сведена на конус — верхний слой снят со всей поверхности
Е — Износ края вкладыша
F — Неисправность “усталости” — образовались кратеры или карманы

Несмотря на обязательность замены вкладышей коренных и шатунных подшипников в процессе выполнения капитального ремонта двигателя, состояние старых вкладышей необходимо подвергнуть внимательному изучению, так как по нему можно почерпнуть много полезной информации об общем состоянии двигателя. Вкладыши подшипников градуируются по толщине и принадлежность их тому или иному размерному классу определяется по цветовой маркировке.

Выход подшипников из строя может происходить в результате недостатка смазки, попадания грязи или посторонних частиц, перегрузок двигателя, развития коррозии и прочих неблагоприятных воздействий. Примеры наиболее характерных дефектов вкладышей подшипников скольжения приведены на иллюстрации Типичные примеры износа вкладышей подшипников коленчатого вала . Вне зависимости от природы дефекта, причина его возникновения должна быть выявлена и устранена до начала сборки двигателя во избежание рецидивов.

Для осмотра извлеките вкладыши из своих постелей в блоке цилиндров/картере двигателя, коренных и шатунных крышках и нижних головках шатунов. Разложите снятые вкладыши на чистой ровной рабочей поверхности в порядке расположения на двигателе, чтобы можно было соотнести их состояние с состоянием соответствующих шеек коленчатого вала. Старайтесь не прикасаться к рабочим поверхностям вкладышей руками во избежание случайного повреждения мягкого материала.

Грязь и посторонние частицы попадают в двигатель различными путями. Они могут быть оставлены внутри после завершения капитального ремонта, проникнуть через фильтры или систему вентиляции картера. Часто грязь попадает сначала в двигательное масло и уже вместе с ним проникает в подшипники. Не следует забывать, что в процессе нормального износа двигателя неизбежно образуются металлические опилки. Если после выполнения восстановительных работ должное внимание не будет уделено процедуре чистки двигателя, в нем непременно останутся частицы абразива. Вне зависимости от способа проникновения в двигатель, все посторонние частицы рано или поздно оказываются внедренными в мягкую поверхность вкладышей подшипников скольжения и легко распознаются при визуальном осмотре последних. Наиболее крупные частицы обычно не застревают намертво во вкладышах, но оставляют на их рабочих поверхностях и поверхностях соответствующих шеек вала глубокие борозды и задиры. Наилучшей защитой от появления такого рода дефектов является добросовестное отношение к выполнению чистки двигателя после завершения капитального ремонта и установка в ходе сборки только абсолютно чистых компонентов. Также не следует забывать необходимости выполнения регулярной и частой смены двигательного масла.

Масляное голодание также может быть вызвано несколькими причинами, зачастую тесно взаимосвязанными друг с другом. К таковым относятся: перегрев двигателя (ведущий к разжижению масла), перегрузки (в результате которых масло вытесняется из подшипников), утечки масла (связанные с чрезмерной величиной рабочего зазора в подшипниках, износом масляного насоса, или чрезмерным повышением оборотов двигателя), и т.п. Нарушение проходимости маслотоков, чаще всего связанное с небрежностью установки компонентов при сборке, ведущей к рассовмещению масляных отверстий, также вызывает сокращение подачи масла в подшипники и, в конечном итоге, к выходу вкладышей из строя. Характерным признаком масляного голодания является вытирание и вытеснение мягкого рабочего слоя вкладышей из их стальной подложки. Иногда температура повышается до такой степени, что на стальной подложке в результате перегрева образуются фиолетовые пятна.

Следует помнить, что существенное влияние на срок службы подшипников оказывает манера вождения. Повышению нагрузки на двигатель способствуют частое полное открывание дроссельной заслонки, движение на малых оборотах и т.п. В результате происходит вытеснение масляной пленки из рабочего зазора подшипников, что ведет к размягчению вкладышей последних и образованию на их рабочей поверхности мелких трещин (усталостная деформация). В конечном итоге происходит отслоение отдельных фрагментов материала рабочего слоя и вырывание их из подложки.

Манера вождения также в значительной мере сказывается на сроке службы подшипников. Движение с полностью открытой дроссельной заслонкой, движение на пониженной передаче ведут к сильным перегрузкам подшипников и выжиманию из рабочих зазоров масляной пленки. При этом материал вкладышей размягчается, а рабочий слой растрескивается. Такого рода видоизменение подшипниковых поверхностей называется усталостной деформацией. В результате со временем рабочий слой начинает фрагментами отделяться от подложки и подшипники приходят в негодность.

Эксплуатация автомобиля в городском цикле зачастую связана с совершением множества коротких поездок, что ведет к развитию коррозии подшипников, так как недостаточный прогрев двигателя способствует выпадению внутри него конденсата и образованию едких газов. Агрессивные продукты скапливаются в двигательном масле, образуя шлам и кислоту, а так как масло непрерывно поступает в подшипники, в конечном итоге, воздействуют на материал вкладышей последних, вызывая его окисление и разрушение.

Неправильная установка вкладышей при сборке двигателя также ведет к быстрому их разрушению. При слишком плотной посадке недопустимо сокращается величина рабочего зазора, что является причиной масляного голодания подшипников. Попадание между спинками вкладышей и постелями подшипников посторонних частиц ведет к образованию участков возвышения рабочей поверхности и разрушению последней в процессе нормальной работы двигателя.

Как уже упоминалось выше в этом разделе, замена вкладышей при капитальном ремонте двигателя должна производиться в обязательном порядке, вне зависимости от их состояния (см. Установка коленчатого вала и проверка рабочих зазоров коренных подшипников) — попытка проигнорировать данное требование способна привести лишь к кажущейся экономии.

Если завести двигатель автомобиля и при его работе будет слышен металлический стук, значит дело в износе вкладышей шатуна. Это безусловно является очень серьёзной поломкой, которая может привести к заклиниванию двигателя. Поэтому, разбитые шатунные вкладыши, нужно срочно заменить! Для начала, стоит разобраться, какую роль в двигателе машины играет шатун и для чего нужны шатунные вкладыши?
Шатун, это важная часть двигателя внутреннего сгорания, которая предназначена для передачи возвратно-поступательной тяги от поршня к коленчатому валу, а затем на колёса автомобиля, преобразуя крутящий момент в движение. Такую деталь, первыми применяли ещё древние римляне в 3 веке, при строительстве лесопилок. Позже, шатунный механизм применялся также на паровозах. В наше время, шатун применяется почти на всех двс.
В двигателе автомобиля, шатун верхней частью (с помощью пальца), присоединён к поршню, а нижней своей частью к шейке коленчатого вала. Между шейкой вала и шатуном, находятся подшипники скольжения, или шатунные вкладыши. Изготавливаются шатунные вкладыши из листового металла, и имеют форму полукруглой металлической пластины.
Шатунные вкладыши, предназначены для снижения трения между шатуном и шейкой коленчатого вала. Благодаря своему антифрикционному покрытию, подшипники скольжения предотвращают быстрый износ коленчатого вала и шатуна. А масло, (которое по специальным каналам подаётся на вкладыши), как бы обволакивает их, образуя плёнку между ними и шейкой коленвала, благодаря чему, трение между коленвалом и шатуном сводится к минимуму.
Однако, есть обстоятельства, которые приводят к разрушению вкладышей шатуна. Это может привести к задирам и царапинам на шейке коленчатого вала, а также к разрушению поршня и самого шатуна. Это, впоследствии приведёт к необходимости капитального ремонта двигателя.
Одной из основных причин быстрого износа шатунных вкладышей, может стать недостаточное давление масла в моторе. Таким образом, масло не будет в достаточной степени смазывать вкладыши и шейку коленвала. Трение увеличится, после чего вкладыши начнут сильно вырабатываться и разрушаться. При этом, трение между шатуном и коленвалом, сильно увеличится. Начнётся сильный люфт и движок заклинит!
Ещё одной распространённой причиной, которая приводит к неисправности шатунных вкладышей, является неправильная сборка двс, то есть, при сборке мотора шатун с вкладышами был неправильно затянут. Такое вряд ли возможно при заводской сборке, а при ручной вполне возможно. Эта оплошность приведёт к тому, что при вращении, вкладыши начнут заскакивать друг на друга и прокручиваться, что также в последствии приведёт к заклиниванию и остановке двигателя!
Своевременно определить вышеупомянутые неполадки, можно довольно легко. Во время своего движения (при износе вкладышей), поршень начнёт биться о головку цилиндра. Поэтому, при работе мотора, будет отчётливо слышен металлический стук, а также датчик будет показывать низкое давление масла в моторе. После таких симптомов будет очевидно, что слетели шатунные вкладыши.
Чтобы устранить данную неисправность, нужно снять поддон картера, затем открутить нижнюю крышку шатуна, извлечь повреждённые вкладыши и заменить на новые. Однако, это особо не поможет. Машина ещё некоторое время поездит и проблема возникнет снова!
Поэтому, для замены разбитых шатунных вкладышей на новые, придётся разбирать двигатель, снимать коленчатый вал и растачивать его, чтобы убрать задиры и подогнать под новые вкладыши. Ведь идентичные заводским подшипники скольжения, найти невозможно. Такую процедуру неопытный водитель вряд ли сможет проделать. Так что, скорее всего, придётся обращаться в автосервис!
В заключении стоит отметить, для того, чтобы предотвратить быстрый износ подшипников скольжения, просто необходимо поддерживать необходимый уровень масла в двигателе! А при наличии посторонних звуков, исходящих из заведённого мотора, глушить двигатель и проводить диагностику!

Посмотрите наши цены на ремонт двигателя

Сколько это стоит? Цены на такие работы вполне лояльны. Позвоните нам и убедитесь сами!

Наименование	Двигатель		Отечественные	Иномарки
Поиск неисправности двигателя руб/час		от	1000	1250
Башмак цепи (замена)		от	1000	норматив
Блок цилиндров (расточка)		от	2700	2700
Вкладыши (замена)		от	5000	норматив
Гидрокомпенсаторы (замена) 16 клапанов	16 клапанов	от	2500	норматив
Гидрокомпенсаторы (замена) 8 клапанов	8 клапанов	от	1900	норматив
Гидротолкатели клапанов (замена) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Гидротолкатели клапанов (замена) однорядный	однорядный	от	3000	норматив
Гидротолкатели клапанов (замена) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив
Головка блока (ремонт) со с/у однорядный		от	6000	7000
Головка блока (с/у) однорядный		от	4000	5000
Крышка постелей распредвала (склейка) с/у		от	3200	5000
Группа цилиндро-поршневая (замена)		от	5000	норматив
Двигатель (с/у)		от	4000	6000
Двигатель V-образный (ремонт) капитальный со с/у	V-образный	от	—	25000
Двигатель однорядный (ремонт) капитальный со с/у	однорядный	от	18000	24000
Двигатель оппозитный (ремонт) капитальный со с/у	оппозитный	от	—	норматив
Зажигание (установка) момента		от	450	650
Защита двигателя (монтаж)		от	400	400
Защита двигателя (с/у)		от	130	130
Карбюратор (замена с регулировкой)		от	550	норматив
Карбюратор (ремонт со с/у)		от	1000	норматив
Клапан (притирка) за 1 шт		от	300	500
Клапана (регулировка) зазоров 16 клапанов	16 клапанов	от	1800	2200
Клапана (регулировка) зазоров 8 клапанов	8 клапанов	от	1100	1200
Коленвал (шлифовка)		от	1800	1800
Коллектор впускной (с/у)		от	1800	норматив
Колпачки маслосъемные (замена) 16 клапанов	16 клапанов	от	3500	норматив
Колпачки маслосъемные (замена) 8 клапанов	8 клапанов	от	2500	норматив
Кольца компрессионные (замена) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Кольца компрессионные (замена) однорядный	однорядный	от	10000	15000
Кольца компрессионные (замена) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив
Кронштейн генератора (замена)		от	650	850
Крышка клапанная (с/у)		от	550	600
Масленный насос (с/у) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Масленный насос (с/у) однорядный	однорядный	от	1100	1400
Масленный насос (с/у) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив
Масло+фильтр в двигателе без промывки (замена)		от	400	400
Масло+фильтр в двигателе с промывкой (замена)		от	450	450
Маслоприемник (замена)		от	1100	1300
Натяжитель цепи (замена)		от	1000	норматив
Подушка двигателя задняя (замена)		от	350	600
Подушка двигателя левая (замена)		от	400	700
Подушка двигателя передняя (замена)		от	350	700
Подушка двигателя правая (замена)		от	400	700
Прокладка головки блока (замена) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Прокладка головки блока (замена) однорядный	однорядный	от	3800	норматив
Прокладка головки блока (замена) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив
Прокладка клапанной крышки (замена) с чиской герметика			650	800
Прокладка клапанной крышки (замена)		от	550	600
Прокладка поддона картера (замена)		от	1100	1500
Распред. вал с регулировкой клапанов (с/у) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Распред. вал с регулировкой клапанов (с/у) однорядный	однорядный	от	1100	3500
Распред. Вал с регулировкой клапанов (с/у) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив
Ремень генератора (замена)		от	350	650
Ремень генератора (регулировка)		от	100	100
Ремень ГРМ (замена) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Ремень ГРМ (замена) однорядный 16 клапанов	однорядный	от	1500	норматив
Ремень ГРМ (замена) однорядный 8 клапанов	однорядный	от	950	норматив
Ремень ГРМ (замена) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив
Ремень кондиционера (замена)		от	350	650
Ремень приводной (замена)		от	550	650
Ролик натяжителя ремня ГРМ (замена) однорядный 16 клапанов		от	1500	норматив
Ролик натяжителя ремня ГРМ (замена) однорядный 8 клапанов		от	750	норматив
Ролик приводного ремня (замена)		от	650	650
Сальник коленвала задний (замена) при снятой коробке		от	200	250
Сальник коленвала задний (замена) со снятием коробки		от	2100	3700
Сальник коленвала передний (замена) при снятом ГРМ 16 клапанов		от	250	350
Сальник коленвала передний (замена) при снятом ГРМ 8 клапанов		от	250	350
Сальник коленвала передний (замена) со снятием ГРМ 16 клапанов		от	1700	норматив
Сальник коленвала передний (замена) со снятием ГРМ 8 клапанов		от	850	норматив
Сальник распредвала (замена)		от	750	норматив
Свечи (замена) комплект 4 шт		от	350	400
Свечи накала (замена)		от	норматив	норматив
Седло клапана (замена)		от	550	норматив
Турбина (ремонт)		от	норматив	норматив
Турбина (с/у)		от	норматив	норматив
Успокоитель цепи (замена)		от	1000	норматив
Фильтр маслянный (замена)		от	150	150
Цепь ГРМ (замена) V-образный	V-образный	от	—	норматив
Цепь ГРМ (замена) однорядный	однорядный	от	1500	4000
Цепь ГРМ (замена) оппозитный	оппозитный	от	—	норматив

*Представленные цены являются ознакомительными, действительны на 10.06.2018 г. и могут быть изменены без предварительного уведомления. Не является публичной офертой.

— это невероятно важная деталь автомобиля, без которой его корректная работа не является возможной.

Очень часто в разговорах механиков или бывалых водителей можно услышать фразы типа «Провернуло вкладыш» либо же «Движок застукал», после которых сразу же становится понятно, что имеется в виду авария двигателя внутреннего сгорания, точнее, что вышли из строя подшипники скольжения коленчатого вала, точнее, шатунные и коренные вкладыши.

Пожалуй, такие поломки занимают значительное место в числе всех остальных и считаются очень серьезными. Чаще всего в таких поломках автолюбители находят виновного в лице некачественного масла.

Но профессионалы могут выделить гораздо больше причин выхода из строя этого механизма, большинство из которых абсолютно не связаны с качеством моторного масла.

Очень важно знать, какие же факторы могут стать причиной того, что подшипники выходят из строя, поскольку можно добиться такого результата, чтобы во время эксплуатации авто избежать хотя бы такой проблемы в двигателе.

Чаще всего шатунные вкладыши подшипника изготавливают из олова, меди или свинца, но бывают ситуации, когда материалом для изготовления подшипников становится алюминиевый сплав.

Именно благодаря изготовлению деталей из последнего материала можно добиться некоторых положительных результатов, таких как:

1. Определенную согласованность покровного слоя. Дело в том, что у этого материала достаточно гладкий и мягкий слой, который постепенно изнашивается для того, чтобы соответствовать размерам вала. Правда, стоит отметить некоторую несогласованность описываемого элемента с осью вращения (большей степенью это заметно при обкатке).
2. При установке шатунных вкладышей из алюминиевого склада стоит отметить большую поглотительную емкость их покровного слоя. Мягким материалом указанного покровного слоя могут поглощаться самые мелкие частицы твердых веществ, а после чего они уже покрываются мягкой пленкой, из-за чего предотвращаются не только различные повреждения, но и износ подшипника и шейки вала.
3. Подшипники с такими элементами достаточно стойки к заклиниванию. Любые истирания, рифление или задир поверхности можно объяснить трехфазной сваркой, которая была проведена между скользящими поверхностями в случае разрыва масляной пленки между шейкой вала и подшипником.

Свинец, который считается основным компонентом покрытия разных по размеру шатунных вкладышей — это достаточно мягкий металл, который прекрасно работает в условиях достаточно плохой (граничной) смазки во время запуска/остановки двигателя.

Недавно исследователями был подтвержден тот факт, что наименьшее трение обеспечивает та пленка, которая имеет высокое напряжение сдвига и малое напряжение сдвига на металле (то есть, покровный слой). Такой факт подтверждает и опыт эксплуатации автомобилей.

Стоит отметить, что до 1996 года подшипники дизельного двигателя, которые не содержали покровного слоя, при запуске могли часто заклинивать или проворачиваться.

Верхние пазухи шатунных вкладышей и сами подшипники имеют покровный слой, который устойчив к коррозии. Благодаря этому предотвращается разъедание медно-свинцовой детали. Если использовать масло, которое имеет недостаточно высокое общее щелочное число или же окисленное масло, то можно добиться разрушения свинца, из-за чего он в дальнейшем будет не способен бороться с вредными продуктами сгорания топлива, которые, ко всему прочему, являются еще и кислотными.

Свинец элементов, у которых нет покровного слоя, характеризуется энергичным растворением, при этом значительно ухудшается прочность его структуры. Для того чтобы снизить вероятность разъедания покровного слоя, на производстве свинец сплавляют с оловом, которое является устойчивым к кислотам, а также делает структуру покрытия прочнее.

Кроме того, такие детали характеризуются никелевым барьером. Дело в том, что между ними и покровным слоем имеется достаточно тонкий слой никеля, который просто необходим для того, чтобы предотвратить миграцию олова в медно-свинцовый элемент из покровного слоя. Чаще всего это происходит при высоких температурах или же под действием времени.

Производить замену шатунных вкладышей на те, которые не имеют никелевого барьера неразумно, ведь тогда в их материал может проникать из покровного слоя олово, которое в паре с медью может образовывать достаточно нежелательные сплавы. Для того чтобы избежать необходимости обязательного нанесения никелевого слоя, достаточно много изготовителей применяет покровный слой из сплава свинца и индия.

Для того, чтобы избежать стука шатунных вкладышей, нужно использовать только качественные подшипники и обязательно стоит позаботиться о том, чтобы они были правильно установлены. Важно соблюдать интервалы замены масла, которые были рекомендованы производителем. Ни в коем случае в моторное масло не должно попадать топливо или охладитель.

Если вы хотите приобрести шатунные вкладыши, то без труда можете осуществить покупку с помощью нашего сайта, для этого будет достаточно лишь разместить объявление для того, чтобы поставщик сам вас нашел, или же напрямую связаться с поставщиком. На нашем портале вы можете также продать качественную деталь.

Вкладыши коленвала коренные и шатунные являются важнейшими деталями любого двигателя, несмотря на свои небольшие размеры. В этой статье, больше рассчитанной на новичков, будет подробно описано об этих деталях, о их установке, зазорах, стуках, о том, когда их следует менять и многое другое.

Вообще долговечность подшипников скольжения, именуемых вкладышами, как коренных, так и шатунных, очень сильно зависит от состояния и зазоров между вкладышами и сопрягаемыми с ними деталями, а именно коренных и шатунных шеек коленчатого вала. О правильных (допустимых) рабочих зазорах вкладышей и шеек коленвала мы поговорим чуть позже, а сначала рассмотрим что из себя представляют такие детали, как вкладыши коренные и шатунные и какую роль они играют.

Не для кого не секрет, что двигатель внутреннего сгорания работает от горения топлива в камерах сгорания и расширения появляющихся в процессе горения газов, которые под высоким давлением толкают двигателя, а те в свою очередь с большой силой толкают .

Ну а шатуны своими нижними отверстиями (нижними головками) упираются и толкают с огромной силой шейки коленчатого вала, имеющего форму кривошипа и коленчатый вал при этом преобразует возвратно-поступательное движение поршней и шатунов во вращательное движение маховик, который через трансмиссию передает вращение на ведущие колёса автомобиля (мотоцикла и т.д). Нетрудно догадаться, что при этом между отверстиями в нижних головках шатунов и шейками коленвала возникают огромные нагрузки и трение.

И именно вкладыши коренные и шатунные, являющиеся подшипниками скольжения шатунов и шеек, установлены между отверстиями в головках шатунов и шейками коленвала и они обязаны снизить трение и выдержать огромные нагрузки между шатуном и шейкой коленчатого вала.

Чтобы снизить трение, (кроме подачи моторного масла под давлением с помощью ) вкладыши современных двигателей имеют антифрикционное покрытие и к тому же изготовлены из пластичных сплавов (чаще алюминиевых), чтобы противостоять большим нагрузкам и при этом не разрушиться.

К тому же пластичный и антифрикционный материал вкладышей не позволяет быстро износиться шейкам коленчатого вала. Вкладыши постепенно изнашиваясь сами, не дают быстро износиться шейкам коленчатого вала, ведь вкладыши мягче самих поверхностей шеек. Конечно же при работе двигателя на поверхностях шеек коленвала не даёт образоваться задирам, прихватам (или вообще разрушиться) создаваемая системой смазки масляная плёнка, но и сам качественный материал вкладышей тоже имеет огромное значение.

Вкладыши бывают коренными и шатунными.

Коренные вкладыши — место их установки в блоке мотора в специальных местах (постелях), и места установки и трения их с коренными шейками коленвала на чтырёхцилиндровых двигателях имеются в пяти местах (опорах) в нижней части блока двигателя.

Коренные вкладыши коленвала как правило имеют канавки и отверстия для лучшего подвода смазки (см. фото) и по сути они являются опорами для коленчатого вала при укладке его в блок двигателя ну и разумеется являются опорами и подшипниками скольжения коленвала при вращении коленвала в блоке мотора.

И конечно же коренные вкладыши являются подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала. Вообще на коренных вкладышах держится и вращается весь коленчатый вал двигателя и от этого вполне понятна важность этих деталей и их технического состояния.

Шатунные вкладыши место их расположения понятно из названия и конечно же устанавливаются они в нижние головки шатунов, а шатуны в свою очередь крепятся через шатунные вкладыши на шатунных шейках коленвала.

Шатунные вкладыши как правило имеют более простое устройство и являются опорами и подшипниками скольжения для нижних головок шатунов и шатунных шеек коленвала. Через шатунные вкладыши передаются большие нагрузки от шатунов (их нижних головок) на шатунные шейки коленчатого вала. И естественно важность этих деталей вполне понятна.

Разумеется после определённого пробега двигателя, даже при самом качественном и исправной системе смазки, как коренные так и шатунные вкладыши постепенно изнашиваются и их следует менять (о замене чуть позже). Об износе вкладышей как правило водителя оповещают стуки и потеря .

Стуки шатунных и коренных изношенных вкладышей отличаются по звуку и опытный водитель или механик легко может определить какой из вкладышей застучал.

Стук коренных вкладышей обычно металлический, глухого тона. Легко обнаруживается когда мотор работает на холостых оборотах при резкой подаче газа (резком увеличении оборотов коленвала). И частота стуков увеличивается при повышении оборотов коленвала.

Стук шатунных вкладышей резче стука коренных и он так же хорошо прослушивается на холостых оборотах двигателя при резкой подаче газа и резком увеличении оборотов коленвала. А вкладыши какого шатуна изношены и стучат, легко определить отключая по очереди или (если при отключении какого то цилиндра стук пропадёт, значит именно в этом цилиндре и изношены шатунные вкладыши).

Что касается падения давления масла, то это происходит не только от износа вкладышей, но и по другим причинам, например от , или от , ну или от износа сопряжения .

Поэтому прежде чем менять вкладыши, сначала следует убедиться в точной причине падения давления, возможно причиной падения давления масла являются не вкладыши коренные и шатунные (особенно если они работают без шумов и стуков).

Замена вкладышей коленвала ремонтными.

Как было сказано выше, с ростом общего пробега двигателя, вкладыши постепенно изнашиваются, зазоры между ними и шейками коленвала увеличиваются, появляются шумы (стуки), давление масла падает и требуется замена изношенных вкладышей на новые. Кроме вкладышей постепенно изнашиваются и шейки коленвала, при этом требуется шлифовка коленвала и требуются уже ремонтные вкладыши, которые имеют бóльшую на 0,25 мм толщину.

Обо всём этом (а также о замерах и подборе ремонтных вкладышей, шлифовке шеек и другие нюансы) я уже очень подробно написал в статье «Шлифовка коленвала» . Но и в этой статье следует описать основные важные моменты, касающиеся вкладышей коленвала, как коренных, так и шатунных.

Для начала следует сказать, что ремонтные вкладыши для большинства автомобилей и мотоциклов выпускают с увеличенной на 0,25 мм толщиной (0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм) и это позволяет для большинства двигателей сделать четыре ремонта. Однако в некоторых случаях, например когда после халатной эксплуатации двигателя появляются прихваты, задиры, глубокие царапины на шейках коленвала, после устранения этих дефектов с помощью шлифовки шеек, иногда приходиться перескакивать через ремонтный размер.

То есть после более глубокой шлифовки шеек коленвала (чтобы избавиться от дефектов на шейках) приходится устанавливать ремонтные вкладыши которые толще не на о,25 мм, а уже на 0,5 мм.

Или бывает наоборот, что при небольшом пробеге мотора и профилактическом ремонте двигателя (например замене ) кто то решает заменить и вкладыши, и при нормальном состоянии шеек коленвала, вкладыши заменяют не ремонтными, а всего лишь новыми стандартного размера.

Все эти нюансы и какого размера вкладыши коленвала установить, следует определить замерами шеек кленвала и замерами рабочего зазора между вкладышами и шейками коленвала. Вообще рабочий зазор (который имеет определённые допустимые значения, которых следует придерживаться) и является главной отправной точкой при решении, что делать с двигателем (точнее с коленвалом и вкладышами) при ремонте.

Поэтому после разборки двигателя, первым делом следует осмотреть шейки коленвала и произвести их замеры, а также замеры рабочего зазора между вкладышами и шейками коленвала. Но сначала, при осмотре шеек, убеждаемся в отсутствии на них царапин, рисок, следов прихватов.

Далее следует с помощью микрометра замерить диаметр шеек в двух диаметрально противоположных плоскостях, чтобы выявить овальность шейки и если имеется овальность превышающая допуск, то необходимо обязательно устранить её с помощью шлифовки шеек (о допусках овальности шеек я напишу чуть ниже).

Овальность коренных шеек коленвала можно легко выявить не только с помощью микрометра, но и с помощью , при этом уложив коленвал на две призмы (см. фото) и прокручивая его рукой.

Вообще две призмы и индикатор часового типа позволяют полностью проверить коленвал на биение, допуски которого показаны на рисунке слева и которое не должны превышать:

• коренных шеек и посадочной поверхности коленвала под ведущую шестерню масляного насоса — не более 0,03 мм.
• посадочная поверхность на коленвале под маховик — не более 0,4 мм.
• посадочная поверхность коленвала под шкивы и поверхности трения кромок — не более 0,05 мм.

Все вышеописанные допуски поаказны на рисунке 1.

Ещё (как было сказано выше) необходимо с помощью микрометра измерить диаметры шеек коленвала, как коренных, так и шатунных. И если при замерах выяснится, что износ шеек более чем 0,03 мм (стандартный размер новых шеек ищите в мануале вашего двигателя), а также если на шейках имеются задиры, риски, царапины, то шейки обязательно следует шлифовать до ближайшего ремонтного размера.

Также замеряем микрометром шейки в диаметрально противоположных местах и если при замерах выяснится, что овальность шеек превышает допуск в 0,03 мм, то необходимо избавиться от овальности шеек с помощью их шлифовки до ближайшего ремонтного размера.

Овальность и конусность шатунных и коренных шеек коленвала после их шлифовки не должна превышать 0,005 мм. А смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, после шлифовки должно быть в пределах ±0,35 мм. — имейте это в виду, забирая свой коленчатый вал из шлифовальной мастерской.

Для проверки выше описанных допусков на грамотную шлифовку, опять же устанавливаем коленчатый вал крайними коренными шейками на две призмы и выставляем коленвал так, чтобы ось шатунной шейки первого цилиндра была в горизонтальной плоскости, проходящей через оси коренных шеек. После этого индикатором часового типа проверяем смещение в вертикальном направлении шатунных шеек второго, третьего и четвёртого цилиндров относительно шатунной шейки первого цилиндра двигателя.

Основные размеры для ремонтной шлифовки коленвала ВАЗ 2108-09

После шлифовки шеек коленчатого вала до ближайшего ремонтного размера, можно устанавливать новые ремонтные вкладыши коленвала. Для большинства двигателей изготавливают сталеалюминиевые тонкостенные вкладыши. И как правило верхние вкладыши (для отечественных переднеприводных вазовских машин) первой, второй четвёртой и пятой опор имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние вкладыши не имеют канавок. А верхние и нижние вкладыши третьей опоры не имеют канавки. Ну и все шатунные вкладыши (как верхние, так и нижние) не имеют канавок.

Следует помнить , что на вкладышах коленвала нельзя производить никаких подгоночных работ. А если ваши бэушные вкладыши имеют задиры, риски, или отслоения антифрикционного слоя, то разумеется такие вкладыши следует заменить новыми.

Рабочий зазор между вкладышами и шейками коленвала можно проверить расчётом после промерки деталей микрометром. Но гораздо легче проверить зазор с помощью специально предназначенной для этого пластиковой калиброванной проволоки (наподобие рыболовной лески).

Купив проволоку и сняв крышки подшипников скольжения, перед проверкой тщательно очищаем рабочие поверхности вкладышей и шеек коленвала и укладываем кусочек проволоки между проверяемой шейкой и вкладышем. Далее устанавливаем шатун с крышкой или крышку коренного подшипника скольжения (зависит от того, зазор какой шейки вы проверяете) и затем остаётся затянуть гайки илиболты крепления крышек подшипников.

Гайки шатунных болтов следует затянуть с моментом 51 Н м (5,2 кгс м). Ну а болты крышек коренных подшипников следует затянуть с моментом 80,4Н м (8,2кгс м). Это данные требуемого момента затяжки для вазовских переднеприводных машин, а для двигателей иномарок и других машин следует уточнить данные в мануале конкретного (вашего) двигателя.

После затяжки вышеописанным моментом, крышка опять снимается, сплющенная проволока изымается и с помощью специальной шкалы, показанной на фото 3 слева (шкала имеется в комплекте с проволокой) проверяется рабочий зазор между вкладышем и шейкой коленвала.

Для большинства двигателей с объёмом не более 1,5 литра номинальный расчётный рабочий зазор должен быть в пределах 0,02 — 0,07 мм для шатунных шеек, и 0,026 — 0,073 мм для коренных шеек коленвала. Однако эти данные советую уточнить в мануале конкретного (вашего) двигателя.

Если зазор меньше предельно допустимого 0,1 мм для шатунных и 0,15 мм для коренных шеек, то можно снова использовать эти вкладыши. Если же замеренный с помощью проволоки рабочий зазор больше предельно допустимого, то вкладыши на этих шейках можно установить стандартные новые. Однако если зазор больше предельно допустимого, то советую промерить на износ шейки, возможно их пора шлифовать. Вообще шейки по любому сперва следует проверить на износ и овальность.

Если же шейки коленвала изношены (допуски были описаны выше) то их следует шлифовать до ближайшего ремонтного размера и вкладыши соответственно устанавливаются новые ремонтные, увеличенной толщины.

Разумеется перед снятием шатунов и крышек (как шатунных, так и коренных), вы пометили где какая деталь стояла и теперь остаётся установить все детали на свои места, но уже с новыми вкладышами (старые изношенные вкладыши разумеется вытащены).

Следует помнить, что шатуны на автомобильных заводах обрабатываются вместе с зажатой крвшкой и поэтому нельзя менять местами крышки и шатуны, а также не рекомендуется менять и крышки коренных подшипников (они тоже обрабатываются совместно с блоком). Поэтому перед разборкой помечаем все детали маркером или чертилкой и при сборке устанавливаем строго на свои места.

вкладыши коленвала — места установки замка

Ещё следует обратить внимание, что в посадочных местах имеются выемки — так называемые замки (они указаны жёлтыми стрелками на фото слева). Эти выемки служат для укладки замков вкладышей и позволяют не ошибиться при сборке и также не допускают проворота вкладышей.

При установке все шейки коленвала и новые вкладыши смазываем новым моторным маслом и устанавливаем на свои места. Ну и останется затянуть все крышки подшипников с требуемым моментом, с помощью и можно устанавливать на место другие детали двигателя (о разборке и сборке двигателя я уже писал, например ).

Ну а замену вкладышей наглядно можно посмотреть в видеоролике ниже, на примере автомобиля Форд Транзит.

Надеюсь эта статья о вкладышах коленвала будет полезна начинающим водителям и ремонтникам, а если кому то что-то непонятно, то задавайте вопросы в комментариях, успехов всем.

Вкладыши и втулки (подшипники скольжения) условно можно разделить следующим образом:

1. По направлению восприятия нагрузки:

• Радиальные подшипники скольжения.
• Осевые (упорные) подшипники скольжения.

1. По назначению:

• Шатунные вкладыши коленвала. Это подшипники скольжения, обеспечивающие вращение шатуна относительно шатунной шейки.
• Коренные вкладыши коленвала. Это подшипники скольжения, обеспечивающие вращение коренных шеек коленчатого вала в постели блока цилиндров. Наши поставщики, изготавливают коренные вкладыши как комплектом на весь двигатель, так и поштучно на каждую шейку. Для удобства при монтаже выпускаются комплекты коренных вкладышей, в комплект которых входит одна опора, в которой соединены фланец упорного подшипника (полукольцо) с самим коренным вкладышем.

• Упорные полукольца/кольца (упорный подшипник коленвала). Это подшипники скольжения, предназначенные для ограничения осевого перемещения коленчатого вала.

1. По типу покрытия:

• Цельнометаллический (монометаллический) подшипник (вкладыш). Сделаны полностью из одного материала, обладающего достаточной жесткостью и износостойкостью.
• Двухслойный подшипник (биметаллический). Самый распространенный тип подшипников скольжения. Такие подшипники используются для снижения нагрузки в бензиновых и безнадувных дизельных двигателях в легковых автомобилях. Состоят из стальной основы, среднего слоя и слоя антифрикционного покрытия.
• Трехслойные. Вкладыши используются, главным образом, в двигателях с более тяжелой нагрузкой. Трехслойные вкладыши состоят из стального слоя являющегося основанием, слоя заливки (изоляционной прокладки) обеспечивающего оптимальные условия для прилегания третьего слоя — антифрикционного.
• SPUTTER. В отдельную группу выделяют трехслойные подшипники скольжения изготовленные с помощью

Дефекты коленчатых валов — Коленвал

В этой статье мы рассмотрим основные дефекты коленчатых валов, причины их возникновения и способы устранения. Конечно, при возникновении любой проблемы с коленчатым валом двигателя рекомендуется обращаться к специалистам. Однако, в конечном итоге именно потребитель выбирает коленчатый вал, определяет где и как он будет установлен, как и кем проверен, а также что будет сделано при возникновении каких-либо проблем. Поэтому эта статья рассчитана на то, чтобы дать основную информацию о коленчатых валах и их дефектах в доступной краткой форме, которая поможет принять правильное решение.

Если вам необходима бесплатная личная консультация инженера по поводу любых проблем с Вашим коленчатым валом, Вы можете связаться с нами по телефону.

Коленчатый вал – наиболее ответственная, наиболее нагруженная и дорогостоящая деталь двигателя. Коленвал работает в крайне неблагоприятных условиях: на него действуют ударные динамические нагрузки, силы трения, неуравновешенные моменты, крутильные колебания и вибрации, высокие температуры, статические нагрузки от сопрягаемых деталей.  Именно коленчатый вал принимает на себя все недостатки сборки двигателя. Дефекты геометрии блока или шатунов в первую очередь скажутся на ресурсе коленчатого вала. Однако, несмотря на столь высокие требования к  этой детали, качественный коленчатый вал при условии грамотной сборки двигателя обладает прекрасным ресурсом. В этом проявляется рациональность и высокий запас надежности советстких конструкций дизелей строительной и сельскохозяйственной техники.

При приобретении коленчатого вала перед сборкой двигателя покупатель имеет право (а, скорее, обязанность!) проверить полностью коленчатый вал перед установкой в двигатель. Такая проверка может проводится на ремонтном предприятии, в шлифовальной мастерской, на заводе. Даже если вы купили абсолютно новый коленчатый вал, все равно стоит проверить его перед установкой. Но все же дефекты новых коленчатых валов встречаются гораздо реже, чем дефекты ремонтных коленвалов.

Большинство проблем типичны.

1. Ускоренный износ шеек коленчатого вала.

Слишком быстрый износ шеек коленвала чаще всего связан с проблемами блока. Обязательно необходимо проверить геометрию посадочных мест блока под подшипники. В этом случае коленчатый вал может «болтаться» в постелях блока, что приводит к существенному увеличению нагрузок и быстрому износу. Втоой причиной, ставшей особенно актуальной в последние годы, может быть некачественный материал коленчатого вала. На рынке присутствует достаточно большое количество недорогих коленчатых валов импортного производства. Среди них есть как качественные, прекрасно зарекомендовавшие себя марки, так и откровенные подделки. Конечному потребителю бывает непросто разобраться. В случае использовнаия высокопрочного чугуна, ресурс коленчатого вала остается практически неизменным. Например, фирма BLAT использует только чугун ВЧ при производстве коленчатых валов и пятилетняя практика показывает высокий ресурс деталей BLAT. Но в случае, если на материале решили секономить, использовать более мягкий серый чугун или сталь, незакаленную токами высокой частоты, тогда ресурс коленчатого вала и межремонтные периоды существенно уменьшаются.

Более подробная информация о материалах различных коленчатых валов

Более подробная информация о способах упрочнения коленчатых валов

2. Задиры на поверхностях шеек коленчатого вала.

Задиры на шейках коленчатого вала, как правило, связаны с состоянием системы смазки дизеля.  Здесь может быть очень большое число факторов: некачественное масло, нарушение сроков замены масла, засорение масляного фильтра, недостаточное давление в системе. Также задиры могут образоваться вследствие проблем с охлаждением дизеля или с нарушением температурного режима, так как перегрев разжижает масло. Износ поршневых колец приводит к попаданию частичек топлива или продуктов сгорания в масло, что также разжижает его.

В этом случае коленчатый вал шлифуется, меняются вкладыши. Необходимо также проверить систему смазки, систему охлаждения, систему питания дизеля, заменить фильтрующие элементы, проверить масляные каналы и заменить поршневые кольца при необходимости. Достаточно большой перечень работ делает экономически рациональным проведение полного капитального ремонта двигателя.

3. Ускоренный износ поверхностей под полукольца осевого смещения коленвала.

Встречается значительно реже, чем царапины, задиры или трещины. Наиболее частая причина — неисправность привода выключения сцепления вследствие неправильной эксплуатации водителем. В случае такого дефекта необходимо заменить полукольца осевого смещения и отремонтировать привод сцепления. Следует обращать внимание на правильную эксплуатацию для профилактики. Полукольца осевого смещения, как правило, приобретаются вместе с вкладышами — входят в комплект коренных вкладышей. Исключение составляют полукольца осевого смещения, на ЯМЗы и КамАЗы, корторые продаются отдельно от коренных вкладышей.

4. Царапины на поверхностях шеек коленвала.

Этот дефект встречается очень часто. Следует отличать царапины на шейках от усталостных трещин. Царапина при осмотре с лупой имеет светлое дно, в то время как дно трежины не просматривается (черного цвета). При полировке царапина начинает исчезать, а трещина остается на месте. Обычно царапины располагаются прямо на шейке, а трещины захватывают, часть галтели. Геометрически царапина обычно плавная, трещина имеет кривую ломанную форму. Небольшие царапины естественным образом появляются при долговременной эксплуатации. Также царапины образуются при наличии посторонних частиц в масле. Возможны подобные повреждения при транспортировке. Для неглубоких царапин бывает достаточно отполировать шейки коленчатого вала. Если царапина имеет глубину более 3-5 микрон, необходимо все шейки (или все шатунные, или коренные, в зависимости от того, на какой повреждение) отшлифовать на следующий ремонтный размер. Следует обратить внимание на все шейки коленчатого вала и проверить их форму измерениями в 2-х плоскостях. Проверить поверхности шатунов под вкладыш на элипсность и конусность. Следует заменить моторное масло, масляный фильтр. Для профилактики необходимо регулярно проверять систему смазки и менять масло. Также важно использовать рекомендуемое моторное масло.

5. Биения, прогиб коленчатого вала.

Прогиб коленчатого вала часто встречается в длинных коленчатых валах комбайнов, строительной техники. В большей степени изгибу оси подвержены валы рядных двигателей с большим количеством цилиндров. Также изгиб чаще встречается в коленчатых валах изготовленных из некачественного мягкого материала. Проверка коленчатого вала на изгиб несложна. Вал укладывается на призмы, установленные на ровной толстой металлической плите. Вращая коленвал, с помощью индикатора проверяется прогиб оси коленвала. Допускается изгиб в среднем до 0,05 мм., и этот допуск связан с общим размером детали. Точнее вы это узнаете прочитав чертеж по допуску на осевое биение конкретного коленчатого вала. Если обнаружен изгиб более допускаемого, проводится выпрямление коленчатого вала.

6. Отклонение шеек от размера

Постепенный износ шеек коленчатого вала — естественный процесс. При установке вала в двигатель существуют определенные требования к размеру. Для разных коленчатых валов они различны. В целом допуски для новых коленчатых валов составляют не более 2 соток. Допуск коленчатого вала при ремонте двигателя составляет не более 5 соток. Коленчатые валы с отклонениями размеров шеек более 5 соток однозначно подлежат шлифовке на следующий ремонтный размер.

Размеры шеек коленчатых валов сельскохозяйственной техники

7. Трещины коленвала.

Трещина коленчатого вала — наиболее опасный дефект, который может привести к быстрому усталостному излому, что в свою очередь выводит из строя сопрягаемые детали. При наличии трещины любого размера и любой локализации коленчатый вал не ремонтируется. Определить наличие или отсутствие трещин можно тщательным визуальным осмотром. В помощь визуальному осмотру применяют метод проливания поверхностей щеек взвесью тонкой металлической пыли в керосине или в солярке. Металлическая пыль садится на все впадины цилиндрической поверхности и на силовые линии магнитного поля детали. Дальше главное- все эти места вытирают насухо и тщательно осматривают через лупу и определяют куда села пыль. Царапины имеют светлое дно, линия царапин не имеет ломаного характера, часто имеет плавные радиусы. Трещины идут в глубину металла, заполнены грязью и не имеют дна. Линия трещины не меняет свое направление плавно, может иметь ломанные и прямые (либо слабо искривленные участки). Магнитные линии исчезают после уборки пыли. 
     Также примненяется магнитная дефектоскопия. Но для коленчатых валов мы этот метод принципиально не рекомендуем, так как полностю размагнитить коленчатый вал не удается и остаточное магнитное поле собирает из масла все мелкие металлические включения, что крайне плохо для ресурса коленчатого вала.
    Цветная дефектоскопия где-то аналогична проливанию пылью и вполне приемлима для поиска мест тщательного осмотра с увеличением. 
    Ультрозвуковая дефектоскопия дает вполне надежные результаты и не вредит валу, но она существенно дороже и основное ее преимущество- определение внутренних дефектов литья и металлического проката не актуально для коленчатых валов, так как здесь разрушение начинается на поверхности и внутренние дефекты крайне редки из-за особенностей технологий изготовления заготовок коленчатых валов, это меньше чем 1 из 10000.
    Несмотря на то, что многие фирмы беруться «починить» треснувший коленчатый вал, этого делать категорически не стоит. Треснувший коленчатый вал никогда и ни при каких обстоятельствах не подлежит ремонту.

 

Изображения

коленчатый вал — Что такое «ход кривошипа» и как я могу определить количество ходов кривошипа на двигателе?

коленчатый вал — Что такое «ход коленчатого вала» и как я могу определить количество оборотов коленчатого вала двигателя? — Stack Overflow на русском

Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 179 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека

1. 0
2. +0
7. Войти
8. Зарегистрироваться

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для механиков и энтузиастов-любителей, владельцев автомобилей, грузовиков и мотоциклов.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил 6 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 30 тысяч раз

Этот термин меня немного смущает, и я хотел убедиться, что правильно его понял.

Основываясь на моем понимании статьи в Википедии, мне кажется, что ход кривошипа — это то, что позволяет поршню преобразовывать (или «бросать») линейное движение во вращение коленчатого вала.

Кроме того, из этой статьи о порядке запуска я сделал вывод, что количество уникальных смещений шатунной шейки в полном цикле будет определять количество ходов шатуна, которым характеризуется двигатель.

Таким образом, плоскостной V8 имеет два оборота кривошипа, а крестообразный V8 имеет четыре оборота кривошипа.Я правильно понял?

Плоский V8

Крестовина V8

спросил 8 фев, 2016 в 20:38

ЗайдЗаид

38.9k4141 золотой знак137137 серебряный знак279279 бронзовый знак

Существует два основных значения термина «бросок рукоятки».Оба имеют отношение к коленчатому валу:

• Ход кривошипа — это расстояние от центральной линии коренной шейки до центральной линии шатунной шейки. Это расстояние можно считать радиусом плеча кривошипа. Удвоенное это измерение должно дать вам ход двигателя.

• Из-за основного характера расстояния, описанного выше, ход кривошипа также считается шатунным концом коленчатого вала. В большинстве двигателей V-8 два шатуна имеют общий «ход кривошипа», а коленчатый вал имеет четыре хода.В большинстве рядных 4-цилиндровых двигателей один шатун находится на собственном ходу, а на коленчатом валу также есть четыре хода.

В ваших примерах коленчатых валов с плоской или поперечной плоскостью каждый из них имеет четыре оборота.

Есть такая штука как коленвал разъемный . GM использовала такой коленчатый вал в своем 90-градусном двигателе V6. Вот изображение раздельного коленчатого вала:

На изображении видно, как разделен журнал.Находясь на одном и том же шатуне, шейка (также называемая «штифтом») разделена. Они будут иметь одинаковый ход (или радиус), но немного смещены друг от друга.

ответ дан 8 фев 2016 в 21:50

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2♦Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

138k2727 золотых знаков233233 серебряных знака455455 бронзовых знаков

1

Кривошип

Синоним кривошипа — шатунный штифт.Это смещенная шейка на кривошипе.

Если смещенная шейка имеет общий шатун с другим цилиндром, можно сказать, что шатунная шейка имеет один ход для двух цилиндров.

• Двигатели F1 V6 считаются трехходовыми. Смещенная шейка является общей для двух шатунов.

• ЕСЛИ бы описываемый двигатель F1 имел уникальную шатунную шейку (смещенную шейку) для каждого шатуна, то это был бы 6-ходовой двигатель.

• Двигатель Yamaha R1 2009 года и двигатель M1 MotoGP ICE представляют собой коленчатые валы с поперечной плоскостью и 90-градусными «бросками» или шатунными шейками.Это четырехходовой мотор.

• Стандартный 4-цилиндровый мотоцикл имеет 180-градусный плоский кривошип. Это двухходовой мотор.

Ход рукоятки TTBOMK не включает измерение расстояния.

Вот изображение различных механизмов хода кривошипа*

изображение и цитата ВМС США, Sweet Haven Publishing Systems

ответ дан 8 фев 2016 в 22:30

DucatiKillerDucatiKiller

32.7k2222 золотых знака143143 серебряных знака261261 бронзовый знак

2

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.

Принять все файлы cookie Настроить параметры

 

Ohio Crank Tech: Коэффициенты балансировки коленчатого вала

Кредит: Библиотека победы.com

Коэффициенты балансировки коленчатого вала
Балансировка коленчатого вала — это термин, обычно используемый для описания изменений, внесенных в «противовесы» коленчатого вала (и в некоторых случаях других компонентов) для компенсации веса движущихся компонентов, включая коленчатый вал и прикрепленные к нему детали (шатуны, поршни и т.д.).

Противовесы представляют собой цилиндрические секции клиновидной или дискообразной формы, расположенные сбоку между ходами кривошипа (каждый ход включает две шатунные шейки, как правило, на сплошной обработанной поверхности) и расположенные с возможностью вращения напротив ходов (на расстоянии 180°) для «противодействия -действие веса» шеек, шатунов, поршней и т. д.Противовесы отливаются или куются на месте при формировании коленчатого вала, а процесс балансировки выполняется путем удаления металла с противовесов (обычно путем сверления отверстий) до тех пор, пока их общая сумма не станет правильной, чтобы компенсировать компоненты двигателя.

Коленчатый вал любого двигателя должен быть отбалансирован, чтобы работать без повреждений.

Все коленчатые валы отбалансированы на заводе, но не до такой степени, как это требуется для гонок или даже от заботливого владельца. Заводской баланс — это только качество производственной линии, и его можно улучшить прилежными усилиями.В V-образном двигателе (V-2, V-4, V-6, V-8, V-10, V-12) это особенно важно, так как эти двигатели изначально разбалансированы из-за неравномерности импульсов зажигания и движения компонентов.

Двигатели V-8 почти всегда сбалансированы с «50% коэффициентом». Это означает, что количество «дополнительного» (не конструктивно необходимого) веса, приходящегося на противовесы (и другие нерадиально-симметричные веса на коленчатом валу, включая гармонический балансир и гибкую пластину, если двигатель внешне сбалансирован, например, Mopar 360 и лито-шатунные B&RB, 454 BBC, 400 SBC, 289 SBF и т.д.) равно: 100 % вращающегося веса + 50 % возвратно-поступательного веса

Фактор 50 % зарекомендовал себя в течение длительного периода времени как обеспечивающий достаточную свободу от вибрации, превосходную долговечность компонентов и приемлемый комфорт для пассажиров. . Однако это не компенсирует и не может полностью компенсировать вес внутренних возвратно-поступательных компонентов, как я попытаюсь объяснить.

Цель этой статьи не в том, чтобы объяснить, как уравновешиваются двигатели, а в том, чтобы частично обсудить, почему балансировку выполнить нелегко, и выяснить, почему даже самая точная работа по балансировке эффективна лишь частично.

Размещение балансировочного груза
Внутренняя балансировка
В двигателе с внутренней балансировкой дополнительный вес как для балансировки, так и для обеспечения инерции полностью приходится на противовесы.

В идеале каждый противовес должен нести дисбаланс соседней шейки и шатуна: всего восемь грузов по 12,5% от общей балансировочной массы каждая на двухплоскостном коленчатом валу V8. Однако не все двигатели с внутренней балансировкой имеют компенсационные грузы рядом с компонентами, на которые они настраиваются; у многих нет центральных противовесов — вся балансировка приходится на внешние грузы.Ранние полуцилиндры Chrysler имели только шесть грузов, в результате чего самая слабая центральная часть оставалась с большим эксцентричным весом. Их проверенная история гонок предполагает, что (хотя теоретически он хуже) этот метод полностью эффективен, если конструкция и прочность компонентов достаточны.

Каждый ход кривошипа представляет собой эксцентриковый груз, даже если он идеально сбалансирован (поскольку коэффициент баланса никогда не бывает 100%). Даже у кривошипов с полностью уравновешенным противовесом не все несбалансированные силы самокомпенсируются, поскольку (обычно) 50% возвратно-поступательного веса не учитываются.Это означает, что коленчатый вал без центральных противовесов
будет испытывать некоторые изгибы и изгибы, вызванные вращением эксцентрикового груза при нормальном вращении кривошипа.

«Коэффициент баланса» в лучшем случае является компромиссом и частично подавляет вибрацию на некоторых оборотах и ​​мощности/вакууме. На фото коленчатый вал без центральных противовесов.

Внешняя балансировка
Двигатель с внешней балансировкой — это двигатель, в котором противовесы недостаточно тяжелы, чтобы полностью компенсировать и, следовательно, сбалансировать компоненты двигателя, поэтому (в дополнение к обычным эксцентриковым противовесам) недостающая фракция должна быть восстановлена. — расположен снаружи блока цилиндров.Дополнительный эксцентриковый груз прикреплен к демпферу, гибкой пластине, маховику и т. д. на одном или обоих концах коленчатого вала. Несмотря на то, что на бумаге сумма балансировочных грузов верна, несбалансированные силы (компоненты двигателя) корректируются противодействующими силами (балансировочными грузами) на расстоянии одного фута от них. Это означает, что коленчатый вал все время подвергается изгибающим усилиям в обоих направлениях, даже когда двигатель работает в благоприятном диапазоне оборотов (где коэффициент 50% наиболее эффективен).

Один из способов исправить это и преобразовать двигатель с внешней балансировкой в ​​двигатель с внутренней балансировкой состоит в том, чтобы удалить часть металла из противовесов и заменить цилиндрическую заготовку из гораздо более тяжелого металла. Предпочтительным веществом является «металл Мэллори», сплав вольфрама [химический символ: W]; «Денсаллой» — другое.

Ключом является относительная плотность материала «заготовки» по сравнению со сталью или железом, которые он заменяет. Металл Мэллори примерно в 2–1/3 раза тяжелее стали, поэтому каждая деталь, снятая с противовеса и замененная металлом Мэллори, добавляет 1–1/3 веса замененной детали (например,г.: удалить 120 граммов стали путем сверления, заполнить отверстие металлом Мэллори, металлическая заготовка Мэллори весит 280 граммов, поэтому добавленный вес составляет 160 граммов. Если удалить достаточное количество стали и заменить ее металлом Мэллори, противовесов теперь будет достаточно для балансировки компонентов без дополнительного эксцентрикового веса снаружи блока цилиндров. Однако металл Мэллори чрезвычайно дорог.

Гораздо менее дорогой, но более трудоемкий заменитель — свинец [химический символ: Pb] или (для тех, кто любит рисковать) ртуть [химический символ: Hg].Однако он очень токсичен. Свинец намного тяжелее стали, но не такой тяжелый, как металл Мэллори, поэтому сталь или железо в коленчатом валу необходимо заменить большим объемом свинца.

Например, если эквивалентный вес свинца должен быть на 75% больше по объему, чем металл Мэллори, чтобы компенсировать тот же дисбаланс: если используются 4 пули 1/2” × 1” из металла Мэллори, вам потребуется 7 пулек. свинца и т. д.
Определения компонентов

Весь коленчатый вал в сборе должен быть отбалансирован (за исключением некоторых вращающихся компонентов, отмеченных* в списке ниже).Для этой иллюстрации мы предположим, что рассматриваемый двигатель независимо (внутренне) сбалансирован; это означает, что вся компенсация веса, упомянутого выше, относится к самому коленчатому валу, а не к внешним компонентам. «Классический» расчет требует разделения коленчатого вала двигателя и связанных с ним компонентов на две отдельные категории: «вращающийся вес» и «возвратно-поступательный вес».

Вращающийся груз:
» коленчатый вал
» масляная масса любых полых каналов в коленчатом валу
» шатунные вкладыши (+ установочные штифты, если есть)
» нижняя половина шатуна (шатунов), включая колпачки и винты
» * любые радиально-симметричные аксессуары, прикрепленные к коленчатому валу непосредственно, но вне картера (звездочка кулачкового привода, гармонический демпфер, шкив, гибкая пластина, маховик, крепежные детали и т. д.), которые по своей сути имеют нулевой баланс и не имеют преднамеренно эксцентричного распределения веса.

Поршневой груз:
» поршни и компоненты поршней, включая пальцы, кольца и замки (+ втулки поршневых пальцев, если есть)
» верхняя половина шатунов (кроме втулок поршневых пальцев, если есть)
Однако более тщательный анализ компонентов быстро показывает, что на самом деле существует три категории, а не две: чистый вращающийся вес, чистый возвратно-поступательный вес и «гибридный» вес.

Классификация верхней и нижней половин шатуна как «поступательно-поступательных» или «вращающихся» не совсем точна. Проушина шатуна совершает возвратно-поступательное движение, но абсолютный верхний конец шатуна (включая материал, закрывающий верхнюю часть проушины) и балка шатуна между проушиной шатуна и шейкой шатуна следуют по другим и более сложным траекториям. Шатун шатуна вращается, но только воображаемая линия, обозначающая контакт с шатунной шейкой коленчатого вала, является «чистым» вращением, на самом деле шатун тоже колеблется.

Определим чистое вращательное движение как «движение, которое точно следует положению воображаемой точки на окружности, диаметр которой равен длине хода». Эти компоненты никогда не останавливаются полностью во время вращения коленчатого вала и никогда не меняют направление вращения. Они изменяют скорость прямо пропорционально оборотам коленчатого вала.

Определим чистое возвратно-поступательное движение как «двунаправленное линейное движение; ускорение от полной остановки в ВМТ, движение вниз, замедление и остановка в НМТ, затем реверс и ускорение в другом направлении, замедление и остановка и т. д.». Эти компоненты полностью останавливаются дважды за каждый оборот коленчатого вала. Скорость каждого цикла изменяется прямо пропорционально оборотам коленчатого вала. Скорость в разных точках каждого цикла варьируется в зависимости от отношения длины шатуна к длине хода и положения коленчатого вала; их направление меняется дважды (сверху вниз) при каждом обороте коленчатого вала: в ВМТ (0°) и НМТ (180°).

Давайте определим гибридное движение как «движение, изменяющееся по скорости в зависимости от положения компонента по длине штока, а также от числа оборотов двигателя, но изменяющееся по направлению в зависимости от положения коленчатого вала: нет бокового перемещения в ВМТ или НМТ.Его движение происходит в том же направлении, что и коленчатый вал, и имеет наибольшую скорость, когда ось балки шатуна находится под углом 90° к ходу коленчатого вала, что происходит примерно между 72° и 78° от ВМТ, в зависимости от передаточного числа шатуна (не 90°). ° от ВМТ).

Чистый вращающийся груз
» коленчатый вал и т. д., как описано выше
» шатунные подшипники и шпонки (если есть)
Чистый возвратно-поступательный груз
» поршень(и) и компоненты поршня, включая штифты, кольца и замки (+ втулки поршневого пальца, если есть)

Гибридный груз
» балка шатуна

Путь штока
Материал, ближайший к центру поршневого пальца, почти имитирует поршневой палец – его движение возвратно-поступательное плюс небольшое колебание вперед-назад.Его путь представляет собой длинный узкий неправильный полуэллипс с малым диаметром, равным амплитуде (размаху) колебаний, и большим диаметром, равным длине хода (см. № 1 на иллюстрации ниже; реальный эллиптический путь был бы неправильным). , и асимметричное удаление от ВМТ по сравнению с НМТ). Точки дальше по лучу стержня и ближе к большому концу (см. № 2-4) имеют большую амплитуду колебаний (малый диаметр), добавленную к длине хода (большой диаметр), снова образуя эллиптическую траекторию, но с большей окружностью и более регулярная форма.

Максимальное колебание зависит от максимального угла наклона штока к оси канала ствола, в большинстве случаев около 13 – 20°; это определяется отношением стержня к ходу (длиннее стержни = меньший угол). Таким образом, внешним пределом колебаний является равнобедренный треугольник с вершиной на осевой линии поршневого пальца и двумя плечами равной длины, расходящимися вниз под удвоенным углом наклона штока (26–40°). Ширина основания треугольника представляет собой максимальный размах или амплитуду колебаний (малый диаметр эллипса), которая определяется высотой треугольника, зависящей от расположения вдоль оси стержня рассматриваемой точки.

Балка, ближайшая к поршневому пальцу (см. №2), имеет амплитуду малого диаметра, почти равную нулю, плюс большой диаметр, равный длине хода, – почти прямую линию.

Балка, ближайшая к шейке штока (см. №5), имеет амплитуду малого диаметра, почти равную длине хода в поперечном направлении, плюс большой диаметр, равный длине хода – почти идеальный круг.

Это означает, что форма движения каждого грамма веса, скорость движения и расстояние, пройденное за один оборот коленчатого вала, частично зависят от его точного положения вдоль оси балки шатуна, а также от хода шатуна отношение и абсолютная длина центров стержней.

На рисунке (внизу справа) показано движение нескольких точек на балке стержня. Каждая точка будет перемещаться по окружности показанной формы за один оборот коленчатого вала, каждый раз возвращаясь в верхнюю точку ВМТ.

№1 показано движение точки на оси балки стержня с центром в проушине штифта – движение полностью возвратно-поступательное. Большим диаметром для всех показанных эллипсов является длина штриха (здесь показано 4,00 дюйма), но, поскольку колебания отсутствуют, следовательно, нет и вращения, а меньший диаметр (ширина) эллипса равен 0 — форма прямая. линия.
№ 2 показывает точку чуть ниже точки № 1 вдоль оси стержня. Меньший диаметр составляет около 0,10 дюйма, что представляет собой небольшое колебание вперед и назад.
№ 3 показывает точку ниже точки № 2 вдоль оси стержня. Меньший диаметр составляет около 1,00 дюйма, что представляет собой большее колебание вперед и назад.
№ 4 показывает точку чуть ниже этой точки вдоль оси стержня. Меньший диаметр составляет около 2,00 дюймов, что представляет собой путь с гораздо большим вращательным движением.
№ 5 показывает точку почти на большом конце шатуна, прямо над верхним шатунным подшипником.Здесь меньший диаметр почти равен полной длине хода 4 дюйма.

Следующим логическим шагом вниз по оси балки шатуна будет, конечно, чисто вращающаяся масса, образующая эллипс с малым и большим диаметрами на длине хода – окружность, точная траектория шатунной шейки коленчатого вала.

Длина стержня и соотношение
Все методы включают разделение веса стержня на совершающий возвратно-поступательное движение и вращающийся вес путем подвешивания стержня (стержней) за один конец и взвешивания другого конца, тщательно удерживая ось балки строго горизонтально.Затем процесс идет в обратном порядке, придавая вес противоположному концу. Сумма (конечно) равна точному весу удилища.

Однако… это делает разделение возвратно-поступательных и вращающихся масс зависимым от центра тяжести, что НЕ является существенным фактором для целей балансировки. Точный центр шейки стержня представляет собой чистый вращающийся вес (без прямолинейного движения), тогда как проушина штифта представляет собой чистый возвратно-поступательный вес (без вращательного движения). Если вы растянете стержень на 1 дюйм точно в центре баланса (без добавления веса), вес и пропорции подвески не изменятся, но очевидно, что влияние нового стержня на баланс изменится, потому что точка различия между возвратно-поступательный и вращающийся концы находятся в геометрическом центре, а не в центре тяжести, что не имеет ничего общего с предсказанием того, какой эффект оказывает конкретная молекула в стержне, и как лучше всего его компенсировать.

Положение на стержневой балке, которая имеет ровно 1/2 характеристики каждой, находится в геометрическом центре, потому что центр тяжести Гигантский кусок свинца, свисающий со стержневого болта, безусловно, немного изменит вращающийся конец. , но согласно «классической» модели он также изменяет возвратно-поступательный вес и возвратно-поступательный вес в процентах, потому что перемещает ЦТ. Поскольку большой конец всегда намного тяжелее маленького конца, центр тяжести начнет располагаться только в геометрическом центре (50% расстояния между центрами) в стержне бесконечной длины; более короткие стержни имеют тенденцию иметь большее смещение между ЦТ и геометрическим центром.Следовательно, абсолютная длина стержня (а также соотношение стержней) влияет на баланс.

Это (частично) объясняет, почему некоторые факторы лучше работают на некоторых двигателях. Двигатели с более высокими значениями «n» (длинный шток, короткий ход, отношение штока к ходу в диапазоне 1,75 – 2,1-1, угол тяги 13-16°) имеют меньшие неуравновешенные силы: в основном линейный верхний конец луча проходит вперед и назад через меньший диапазон, и его максимальный угол от вертикали меньше. Двигатели с более низким значением «n» (короткий шток, длинный ход, отношение штока к ходу в диапазоне 1.45 – диапазон 1,75-1, угол тяги 17-20°) шатунные балки качаются по большей дуге, так как максимальное отклонение от вертикали больше – большая часть силы направлена ​​на стенку цилиндра (а не на ход кривошипа).

Влияет на выбор коэффициента балансировки. На мой взгляд, разделение (и отнесение весовых долей к вращающимся и возвратно-поступательным) ДОЛЖНО включать некоторую компенсацию длины штока (а также отношение штока к ходу). Интересным экспериментом было бы увидеть, где находится математический центр (50% расстояния между центрами; примерно 3.38 дюймов от любого конца штанги RB 413, 426W или 440) по отношению к точке баланса, полученной методом C-of-G (подвесной).

Вот стержень, нарисованный так, как если бы поперечное сечение имело непрерывную толщину. Конечно, это никогда не бывает так; однако это упрощает анализ и сравнение, так что, пожалуйста, потерпите меня (щелкните любой стержень, чтобы увеличить его). Давайте сделаем вес удилища 500 граммов, чтобы упростить математику.

Верхний стержень (показан справа) был точно разделен по центру тяжести (используя превосходную схему «A.C. Программа «Калькулятор»). Красный (возвратно-поступательный) вес составляет 46,6% от общего веса удилища, или 233 грамма. Синий (вращающийся) вес составляет 53,4%, или 267 граммов. Вес боба для этого метода с коэффициентом 50% составляет: (233 × 50%) + 267 = 383,5 грамма.

Шатун с весом, разделенным по методу центра тяжести
Нижний шатун (показан справа) разделен геометрически от центра проушины пальца до центра шатуна. Красный (возвратно-поступательный) вес равен 34.8% от общего веса удилища или 174 грамма. Синий (вращающийся) вес составляет 65,2%, или 326 граммов. Вес боба для этого метода с коэффициентом 50% составляет: (174 × 50%) + 326 = 413 грамм.
Соединительный стержень с весом, разделенным по методу геометрического центра

Метод центра тяжести увеличивает общий вес боба на 236 граммов: 413 – 383,5 = 29,5 × 2 стержня на шейку × 4 шейки.

Если вес каждого боба (для одной шейки) составляет 2000 граммов, это изменение составляет почти 3%.

Что мы можем предположить из этого? Если метод геометрического центра более точен для компенсации возвратно-поступательного движения веса (как я подозреваю), почему он использует коэффициент менее 50%? Есть несколько возможных причин.

Динамические силы гораздо важнее, чем предполагалось. Фактор 50% не является точным, поскольку он был деконструирован в обратном направлении из-за неправильного назначения возвратно-поступательного движения веса в стержневой балке.

Коэффициент 50% может содержать другую ошибку: коэффициент для чистого возвратно-поступательного веса (поршень и т. д.) может сильно отличаться от коэффициента для гибридного веса (стержневая балка), но в противоположных направлениях.

Я подозреваю, что к гибридному весу следует применять отдельный коэффициент, поскольку он следует траектории, определяемой геометрией стержня (а не чистой формой или вектором).Если это так, коэффициент может изменяться обратно пропорционально некоторой функции отношения штока к ходу, поскольку шток бесконечной длины преобразует весь гибридный вес в возвратно-поступательный вес, а длина штока, равная смещению шейки (1/2 хода), почти соответствует журнал во время какой-то части мероприятия.

Определение геометрического веса центральной штанги для балансировки.
Метод «подвески» присваивает вес малому и большому концам в зависимости от центра тяжести; если подвесить стержень в воздухе за нитку и плавно опустить его на 2 шкалы, единственная точка подвеса, где он будет висеть горизонтально, находится в ЦТ.Если бы вы попытались подвесить его в геометрическом центре (50% расстояния между центрами), результаты были бы совсем другими; большой конец всегда намного тяжелее.

Для взвешивания каждого конца относительно геометрического центра: найдите и точно отметьте центральную точку маркером и т. д. Соберите/найдите водонепроницаемый контейнер (C#1) глубиной 6 дюймов, поперечником 4 × 4 дюйма с верхними стенками. точно квадратный и горизонтальный. Постройте/найдите 2-й водонепроницаемый контейнер большего размера (C#2) глубиной 2 дюйма и шириной 6 дюймов на 6 дюймов. Взвесьте C#2 на граммовой шкале и запишите.Поместите C1 так, чтобы верхние края точно выровнялись с C2. Заполните C#1 чистой водой ровно доверху. Подвесьте стержень к проушине штифта так, чтобы луч был строго вертикальным. Очень медленно погрузите стержень в C#1 до отмеченной центральной линии.

Если Архимед был прав, то объем перелива воды точно равен объему массы погруженного стержня. Отложите C#1 и стержень в сторону. Взвесьте C#2 и вычтите пустой вес. Остальное — это вес воды в граммах (вода: 1 см3 = 1 мл = 1 г; разве метрическая система не прекрасна?).Умножьте на удельный вес стали (приблизительно 7,93 для «прокатаной стали»), чтобы получить фактический 50%-ный вес, полученный из геометрического центра большой головки стержня. Если интересно, сделайте другой конец таким же образом. Если не любопытно, просто вычтите свой результат из общего веса.

Факторы, влияющие на балансировку
Хотя по умолчанию для двигателей V-8 используется коэффициент балансировки 50%, двигатели, работающие на высоких скоростях, часто имеют дополнительный вес, в результате чего коэффициент балансировки превышает 50%. Было опубликовано много формул для расчета точной величины регулировки коленчатого вала, чтобы компенсировать эти факторы.

Регулировка обычно выполняется путем удаления металла с противовеса или щеки, расположенной непосредственно напротив центра дисбаланса, вызванного избыточным весом. Конечно, можно также добавить вес, но это более сложно и, как правило, не является первым выбором. Если используется известный и проверенный «коэффициент баланса» (математическая формула или выбор компонентов), повышается уровень надежности компонентов и комфорта пассажиров.

Однако даже превосходное применение неправильного коэффициента может привести к очень неудовлетворительным результатам – не будьте изобретательны! На самом деле ни одна формула не является «правильной», некоторые просто подходят ближе, чем другие, «эмпирическим» методом — они проверены и скорректированы экспериментом.Все формулы являются компромиссными, основанными на характеристиках двигателя, но также учитывающими такие размерные и физические факторы, как:
» Отношение длины штока к длине хода: малые соотношения (длинный ход, короткий шток) имеют более высокие силы дисбаланса.
» Угол между цилиндрами: в двигателях V-8 ряды цилиндров обычно располагаются под углом 90° друг к другу, но это, конечно, не единственный практичный метод. Угол V обычно составляет целую долю окружности и (обычно) учитывает количество цилиндров: 45° — это 1/8 полного круга, 60° — 1/6, 90° — 1/4 и т. д. .Радиальные двигатели больших самолетов имели 27 цилиндров: 9 рядов по 3 рядных цилиндра в каждом, расположенных под углом 40° друг к другу.
» Обычно используемый диапазон оборотов: широкий диапазон должен быть более щадящим для «плохих мест». Расчет должен производиться для всего диапазона, а не только для кривой мощности (кроме гонок).
» Количество развиваемой мощности: при необходимости долговечности двигателя отдается предпочтение комфорту водителя.
» Устойчивость к вибрации: как долго машина будет работать? Кем?
» Тип крепления двигателя: сплошное? резинка? сколько точек крепления?
Математические формулы, использующие только обычные коэффициенты, никогда не смогут точно предсказать, насколько хорошо будет работать данный двигатель, даже при заданных оборотах, потому что динамические силы не ограничиваются возвратно-поступательными и динамическими силами.вращающийся вес. Силы, действующие на шатун и шатун (инерция массы), представляют собой не только возвратно-поступательный вес (как указано выше), но и силы, действующие в цилиндре и камере сгорания над поршнем. Этот документ обращает внимание читателей на сложность предмета и призывает их очень тщательно изучить предмет, прежде чем балансировать свой двигатель.

Избыточная и недостаточная балансировка
Этот метод рекомендуется для двигателей с высокими оборотами.Однако «фактор 50%» не имеет математической или теоретической основы — это «то, что работает».

Не учитывает тот факт, что почти весь малый конец стержня не представляет собой чистый возвратно-поступательный вес, что материал над центром стержня движется против балки стержня, что полностью отсутствует разница сил между длинными и короткими стержнями, и что другие очень большие силы (давление сжатия в цилиндре, сгорание, нагнетание выхлопных газов и вакуум) полностью игнорируются.

Разрушение избыточного и/или недостаточного баланса для оправдания наблюдаемого результата — это не наука, а рационализация.

Динамические факторы; давление, действующее как вес
Поведение газа в камере сгорания изменяет эффективный (кажущийся) вес поршня. Газ испытывает постоянные изменения плотности, объемной температуры и давления во время работы двигателя из-за различных факторов. В следующем тексте кратко обсуждаются некоторые из этих факторов и вызываемые ими изменения кажущегося веса поршня.

Если бы двигатель работал без вакуума, сжатия или сгорания (поршень действует только как груз), инерция поршня постоянно сопротивлялась бы движению (законы движения Ньютона), независимо от того, движется ли шток вверх или вниз.Это приведет к уменьшению кажущегося веса на 2 ходах вниз (впуск и мощность) и увеличению его на 2 ходах вверх (сжатие и выпуск).

Однако, когда мы добавляем динамические эффекты вакуума, сжатия и давления сгорания, эффекты радикально меняются, и они меняются не только по мере изменения деталей конструкции двигателя, но также по мере вращения коленчатого вала и потребности (дроссельной заслонки). открытие и вакуум), уровень оборотов и объемный КПД двигателя изменяется.

Когда эти факторы вступают в силу, кажущийся вес поршня (и его влияние на коленчатый вал) может резко увеличиться, полностью исчезнуть или стать отрицательным весом.

Воздействие на кажущийся вес поршня, вызванное колебаниями внутреннего давления в цилиндре, назовем «натяжением». Тяга может быть положительной (имитация добавления физического веса к возвратно-поступательным компонентам) или отрицательной (вычитание веса) и может действовать в любом направлении (вверх или вниз).

Тяговое усилие действует на шатун и коленчатый вал в сборе таким же образом, как и фактический вес самих компонентов, совершающих возвратно-поступательное движение, но не одновременно, не непрерывно и в разной степени в зависимости от конструкции и размера двигателя и его работы условия.Даже при одной и той же скорости степень успешной компенсации неуравновешенных сил будет сильно различаться при открытии дроссельной заслонки. Двигатель будет странно вибрировать при открытии дроссельной заслонки, заставляя водителя опасаться сломанных креплений, погнутого карданного вала и т. д., но вибрация «уходит», когда дроссельная заслонка снова закрывается. Сравните эти эффекты для всех 4 циклов вращения двигателя:

Пример 1
Двигатель со степенью сжатия 12-1 (статическая) в крейсерском режиме, частично открытая дроссельная заслонка, 4000 об/мин

Ход поршня Эффект Комментарий «тянущее усилие» (сопротивление движению, поскольку оно воздействует на шток) высокое, так как цилиндр заполнен лишь частично (низкий VE или объемный КПД, выраженный в % от полного рабочего объема) и все еще находится под частичным вакуумом (15 фунтов на квадратный дюйм) из-за малого открытия дроссельной заслонки.Это означает, что шток «видит» более тяжелый поршень, чем фактический компонент, но только во время этого цикла и условий.
Сжатие

Нагрузка вверх Тяга низкая, так как низкий VE означает, что для сжатия присутствует только небольшой объем смеси. Однако давление в цилиндре по-прежнему выше, чем в двигателе с более низким CR. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Power Down Тяговое усилие низкое из-за того, что воспламеняется лишь небольшой объем смеси, но с высоким коэффициентом из-за статического CR.Давление расширяющегося газа заставляет вес поршня опускаться ниже 0 и создавать положительную силу на штоке, даже при таком низком уровне мощности. Шток «видит» более легкий поршень, чем его реальный вес.

Повышенная нагрузка на выхлоп Тяга, вероятно, очень низкая из-за малого объема выбрасываемого газа. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.
Пример 2
Тот же двигатель, та же скорость, но широко открытая дроссельная заслонка

Эффект поршня при ходе поршня Комментарий Впускное тяговое усилие вниз меньше, чем при частично закрытой дроссельной заслонке (выше, № 1), потому что более высокое значение VE означает более низкий вакуум ( всего 0 фунтов на квадратный дюйм в идеальных условиях на пике крутящего момента), сопротивляясь движению поршня вниз.Вес поршня будет нейтральным (тяговое усилие = 0, возвратно-поступательное движение веса будет единственной силой), если вакуум равен 0 фунт/кв. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Нагрузка на сжатие Тяга здесь самая высокая, так как цилиндр почти полный, но сопротивление на такте сжатия очень велико. Если диаметр поршня составляет 4,00 дюйма (360), площадь поршня составляет 12,57 квадратных дюймов, поэтому 200 фунтов на квадратный дюйм, возникающие при сжатии, создают силу в 2500 фунтов.на поршень! Почти 100 VE (открытый дроссель, потребность почти полностью удовлетворена) означает, что давление в цилиндре будет намного выше, чем в примере 1 (см. выше). Поршень «весит» гораздо больше на такте сжатия при полностью открытой дроссельной заслонке, чем на крейсерском режиме. Шток «видит» гораздо более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Power Down Нагрузка Тяга намного меньше (большое отрицательное число). Пиковое давление 700 фунтов на квадратный дюйм, присутствующее в цилиндре при сгорании смеси, вычитает 8800 фунтов. от возвратно-поступательного веса, оставляя огромное отрицательное число, и коленчатый вал на мгновение, но очень сильно разбалансирован.Шток «видит» гораздо более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Нагрузка на выхлоп Отрицательная тяга здесь выше, чем в других примерах с выхлопом, так как высокий VE означает, что цилиндр почти заполнен газом. Сопротивление, создаваемое газом, увеличивает кажущуюся инерцию поршня. Шток «видит» более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Пример 3
Тот же двигатель, та же скорость, но с резко закрытым дросселем

Эффект поршня и поршня Комментарий
Сопротивление впуска вниз мгновенно подскакивает, так как цилиндр теперь почти полностью пуст (VE приближается к 0) .Вакуум (который может достигать 25+ фунтов на квадратный дюйм), действующий на площадь поршня, будет оказывать сопротивление на шток в 314 фунтов. Вот почему гоночные моторы ломаются при пересечении финишной черты (это называется «выведение двигателя из-за сжатия») — инерция веса поршня сама по себе была бы безопасной, но инерции + вакуума достаточно, чтобы либо оторвать купол от поршень или вытяните шток пополам. Шток «видит» гораздо более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Сжатие Тяговое усилие — это небольшое отрицательное число, меньшее, чем в Примере 1, поскольку VE ниже.Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Power Down Drag Pull меньшее отрицательное число, чем в Примере 1, по той же причине: более низкая VE. Давление сгорания может быть меньше сопротивления трения поршня, поэтому шток «видит» немного более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Тяга вверх по выхлопной трубе здесь самая низкая, даже меньше, чем в Примере 1 – еще меньше выбрасываемого газа. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Динамические факторы; сопротивление поршневых колец
Поршневые кольца удерживаются на стенке цилиндра двумя силами: радиальным растяжением («пружинливостью» металла) и давлением сжатия или сгорания над поршнем.

Радиальное натяжение задается при изготовлении кольца и незначительно изменяется при задании торцевого зазора; он также будет разрушаться со временем.

Давления сжатия и сгорания являются более сложными, и сопротивление кольца зависит не только от того, в каком направлении движется поршень и на каком такте находится коленчатый вал, но и от относительного вакуума и мощности.

Сопротивление кольца в зависимости от функции двигателя Эффект хода

Впускные кольца удерживаются (слабо) в верхней части канавки за счет вакуума, уравновешенного радиальным натяжением. WOT = низкий вакуум и т. д.

Компрессионные кольца удерживаются на дне канавки за счет давления цилиндра (только сжатие) + радиального натяжения. WOT = более высокое давление, так как содержимое баллона больше.
Силовые кольца удерживаются (сильно) на дне канавки и на стенке цилиндра за счет давления сгорания + радиального натяжения.WOT = более высокое давление, так как содержимое баллона больше.
Выхлопные кольца удерживаются на дне канавки за счет остаточного давления выхлопных газов + радиального натяжения. WOT = более высокое давление, потому что содержимое цилиндра больше, больше объем выхлопа.

Динамические факторы; движение в зависимости от направления
Возвратно-поступательные компоненты V-образной конфигурации ведут себя совершенно иначе, чем компоненты одноцилиндрового, рядного или оппозитного (180°) двигателя. Например, используя стандартный двигатель V-8 с углом развала цилиндров 90°, давайте начнем примерно с середины хода (120° до ВМТ), когда оба поршня находятся на одном ходу кривошипа (но на противоположных рядах цилиндров), поднимаясь к ВМТ.

Оба поршня (и другие возвратно-поступательные компоненты, перечисленные ранее) движутся в одном направлении (хотя и с разными скоростями). Однако, когда поршень левого ряда достигает 90° до ВМТ, поршень правого ряда останавливается в ВМТ. Когда поршень левого ряда достигает 91°, поршень правого ряда находится в положении 1° ВМТ (относительно) и начинает двигаться вниз. Два поршня будут продолжать двигаться в противоположных направлениях на 90°, пока поршень левого ряда не достигнет ВМТ, после чего оба поршня будут двигаться вниз.

Аналогичный эффект возникает при приближении и прохождении BDC. Относительные направления поршней одинаковы, но точные положения различны из-за разницы в скорости поршня в нижней части такта (перепад скорости движения ВМТ против скорости движения НМТ и точное положение поршня являются функциями штока к — коэффициент хода). Только под углом 45° от ВМТ и НМТ два поршня на одном и том же кривошипе находятся в одном и том же абсолютном положении.

От положения поршня левого ряда 90° до ВМТ и 90° от НМТ до НМТ поршни левого и правого ряда движутся в противоположных направлениях.

Сам выбор угла «V» добавляет еще один сложный фактор к конструкции двигателя. Узкие углы V (60° и т. д.) имеют относительно короткий период, в течение которого возвратно-поступательные массы двух цилиндров движутся в разных направлениях — так же, как и угол V (60° составляет всего 16,67% от полного поворота на 360°). коленчатого вала). Однако силы дисбаланса относительно велики, и балансировка, как правило, успешна только в узком диапазоне оборотов двигателя.

По мере увеличения угла V (90° и т.) периоды, в которых возвратно-поступательные грузы перемещаются в разных направлениях, увеличиваются (90° составляет 25% от полного оборота коленчатого вала), что, по-видимому, усугубляет проблему, но двигатели с более широким углом V кажутся более терпимыми к более широким и высоким Диапазоны оборотов, и чистый эффект — улучшение. Однако для этих двигателей обычно требуется более широкий моторный отсек для увеличения зазора, поскольку банки разнесены. Это один из положительных факторов в пользу V-6 — он не только короче (на 1 цилиндр и ход кривошипа), чем V-8 с таким же диаметром цилиндра и ходом поршня, но при общем угле развала кренов 60° он также существенно уже. через ряды цилиндров (но немного выше сверху вниз).

Кроме того, материал проушины штока (маленький конец) над центром поршневого пальца, а также крышка подшипника штока всегда колеблются в направлении, противоположном направлению балки штока (за исключением ВМТ и НМТ, конечно). Хотя они минимальны по своему эффекту, они являются частью «качающейся» (колебательной) инерции стержня, но уменьшают и модифицируют влияние веса стержневой балки. Этот «выступающий» вес в настоящее время не учитывается ни в одной формуле или уравнении баланса.

Суть в том, что физика и математика, связанные с тем, как работает двигатель, слишком сложны, чтобы сделать основанный на формуле коэффициент баланса чем-то большим, чем разумным компромиссом.Это только те факторы, которые я лично обнаружил, почти наверняка их больше (большего или меньшего эффекта). После того, как коэффициент был выбран, оставшиеся задачи заключаются в том, чтобы точно записать вес компонентов и точно отрегулировать коленчатый вал для компенсации. Ваш двигатель прослужит дольше и будет приятнее в эксплуатации.

Мое мнение: любой разобранный двигатель должен быть отбалансирован везде, где это целесообразно. Отдавайте эту работу только в мастерскую с проверенной репутацией и компетентностью.Не пытайтесь быть новатором в выборе коэффициента баланса; используйте тот, который выдержал испытание временем и опытом: 50%. Если вы хотите поэкспериментировать, смоделируйте свой двигатель по образцу двигателя, очень похожего на ваш (особенно в отношении длины хода и штока, веса поршня в граммах, рабочего диапазона оборотов и степени сжатия).

Противовесы представляют собой цилиндрические секции клиновидной или дискообразной формы, расположенные сбоку между ходами кривошипа (каждый ход включает две шатунные шейки, как правило, на сплошной обработанной поверхности) и расположенные с возможностью вращения напротив ходов (на расстоянии 180°) для «противодействия -действие веса» шеек, шатунов, поршней и т. д.Противовесы отливаются или куются на месте при формировании коленчатого вала, а процесс балансировки выполняется путем удаления металла с противовесов (обычно путем сверления отверстий) до тех пор, пока их общая сумма не станет правильной, чтобы компенсировать компоненты двигателя.

Коленчатый вал любого двигателя должен быть отбалансирован, чтобы работать без повреждений.

Все коленчатые валы отбалансированы на заводе, но не до такой степени, как это требуется для гонок или даже от заботливого владельца. Заводской баланс — это только качество производственной линии, и его можно улучшить прилежными усилиями.В V-образном двигателе (V-2, V-4, V-6, V-8, V-10, V-12) это особенно важно, так как эти двигатели изначально разбалансированы из-за неравномерности импульсов зажигания и движения компонентов.

Двигатели V-8 почти всегда сбалансированы с «50% коэффициентом». Это означает, что количество «дополнительного» (не конструктивно необходимого) веса, приходящегося на противовесы (и другие нерадиально-симметричные веса на коленчатом валу, включая гармонический балансир и гибкую пластину, если двигатель внешне сбалансирован, например, Mopar 360 и лито-шатунные B&RB, 454 BBC, 400 SBC, 289 SBF и т.д.) равен: 100 % вращающегося веса + 50 % возвратно-поступательного веса

Фактор 50 % зарекомендовал себя в течение длительного периода времени как обеспечивающий разумную свободу от вибрации, превосходную долговечность компонентов и приемлемый комфорт для пассажиров. Однако это не компенсирует и не может полностью компенсировать вес внутренних возвратно-поступательных компонентов, как я попытаюсь объяснить.

Цель этой статьи не в том, чтобы объяснить, как уравновешиваются двигатели, а в том, чтобы частично обсудить, почему балансировку выполнить нелегко, и выяснить, почему даже самая точная работа по балансировке эффективна лишь частично.

Размещение балансировочного груза
Внутренняя балансировка
В двигателе с внутренней балансировкой дополнительный вес как для балансировки, так и для обеспечения инерции полностью приходится на противовесы.

В идеале каждый противовес должен нести дисбаланс соседней шейки и шатуна: всего восемь грузов по 12,5% от общей балансировочной массы каждая на двухплоскостном коленчатом валу V8. Однако не все двигатели с внутренней балансировкой имеют компенсационные грузы рядом с компонентами, на которые они настраиваются; у многих нет центральных противовесов — вся балансировка приходится на внешние грузы.Ранние полуцилиндры Chrysler имели только шесть грузов, в результате чего самая слабая центральная часть оставалась с большим эксцентричным весом. Их проверенная история гонок предполагает, что (хотя теоретически он хуже) этот метод полностью эффективен, если конструкция и прочность компонентов достаточны.

Каждый ход кривошипа представляет собой эксцентриковый груз, даже если он идеально сбалансирован (поскольку коэффициент баланса никогда не бывает 100%). Даже у кривошипов с полностью уравновешенным противовесом не все несбалансированные силы самокомпенсируются, поскольку (обычно) 50% возвратно-поступательного веса не учитываются.Это означает, что коленчатый вал без центральных противовесов
будет испытывать некоторые изгибы и изгибы, вызванные вращением эксцентрикового груза при нормальном вращении кривошипа.

«Коэффициент баланса» в лучшем случае является компромиссом и частично подавляет вибрацию на некоторых оборотах и ​​мощности/вакууме. На фото коленчатый вал без центральных противовесов. Нажмите на картинку, чтобы увеличить.

Внешняя балансировка
Двигатель с внешней балансировкой — это двигатель, в котором противовесы недостаточно тяжелы, чтобы полностью компенсировать и, следовательно, сбалансировать компоненты двигателя, поэтому (в дополнение к обычным эксцентриковым противовесам) недостающая фракция должна быть восстановлена. — расположен снаружи блока цилиндров.

Дополнительный эксцентриковый груз прикреплен к демпферу, гибкой пластине, маховику и т. д. на одном или обоих концах коленчатого вала. Несмотря на то, что на бумаге сумма балансировочных грузов верна, несбалансированные силы (компоненты двигателя) корректируются противодействующими силами (балансировочными грузами) на расстоянии одного фута от них. Это означает, что коленчатый вал все время подвергается изгибающим усилиям в обоих направлениях, даже когда двигатель работает в благоприятном диапазоне оборотов (где коэффициент 50% наиболее эффективен).

Один из способов исправить это и преобразовать двигатель с внешней балансировкой в ​​двигатель с внутренней балансировкой состоит в том, чтобы удалить часть металла из противовесов и заменить цилиндрическую заготовку из гораздо более тяжелого металла. Предпочтительным веществом является «металл Мэллори», сплав вольфрама [химический символ: W]; «Денсаллой» — другое.

Ключом является относительная плотность материала «заготовки» по сравнению со сталью или железом, которые он заменяет. Металл Мэллори примерно в 2–1/3 раза тяжелее стали, поэтому каждая деталь, снятая с противовеса и замененная металлом Мэллори, добавляет 1–1/3 веса замененной детали (например,г.: удалить 120 граммов стали путем сверления, заполнить отверстие металлом Мэллори, металлическая заготовка Мэллори весит 280 граммов, поэтому добавленный вес составляет 160 граммов. Если удалить достаточное количество стали и заменить ее металлом Мэллори, противовесов теперь будет достаточно для балансировки компонентов без дополнительного эксцентрикового веса снаружи блока цилиндров. Однако металл Мэллори чрезвычайно дорог.

Гораздо менее дорогой, но более трудоемкий заменитель — свинец [химический символ: Pb] или (для тех, кто любит рисковать) ртуть [химический символ: Hg].Однако он очень токсичен. Свинец намного тяжелее стали, но не такой тяжелый, как металл Мэллори, поэтому сталь или железо в коленчатом валу необходимо заменить большим объемом свинца.

Например, если эквивалентный вес свинца должен быть на 75% больше по объему, чем металл Мэллори, чтобы компенсировать тот же дисбаланс: если используются 4 пули 1/2” × 1” из металла Мэллори, вам потребуется 7 пулек свинца и т. д.

Определения компонентов
Весь коленчатый вал в сборе должен быть отбалансирован (за исключением некоторых вращающихся компонентов, отмеченных* в списке ниже).Для этой иллюстрации мы предположим, что рассматриваемый двигатель независимо (внутренне) сбалансирован; это означает, что вся компенсация веса, упомянутого выше, относится к самому коленчатому валу, а не к внешним компонентам. «Классический» расчет требует разделения коленчатого вала двигателя и связанных с ним компонентов на две отдельные категории: «вращающийся вес» и «возвратно-поступательный вес».

Вращающийся груз:
» коленчатый вал
» масляная масса любых полых каналов в коленчатом валу
» шатунные вкладыши (+ установочные штифты, если есть)
» нижняя половина шатуна (шатунов), включая колпачки и винты
» * любые радиально-симметричные аксессуары, прикрепленные к коленчатому валу непосредственно, но снаружи картера (звездочка кулачкового привода, гармонический демпфер, шкив, гибкая пластина, маховик, крепежные детали и т. д.

Возвратно-поступательная масса:
» поршни и компоненты поршня, включая пальцы, кольца и замки (+ втулки поршневых пальцев, если имеются)
» верхняя половина шатунов (за исключением втулок поршневых пальцев, если они есть)

Однако более тщательный анализ компонентов быстро показывает, что на самом деле существует три категории, а не две: чистый вращающийся вес, чистый возвратно-поступательный вес и «гибридный» масса.

Классификация верхней и нижней половин шатуна как «поступательно-поступательных» или «вращающихся» не совсем точна. Проушина шатуна совершает возвратно-поступательное движение, но абсолютный верхний конец шатуна (включая материал, закрывающий верхнюю часть проушины) и балка шатуна между проушиной шатуна и шейкой шатуна следуют по другим и более сложным траекториям. Шатун шатуна вращается, но только воображаемая линия, обозначающая контакт с шатунной шейкой коленчатого вала, является «чистым» вращением, на самом деле шатун тоже колеблется.

Определим чистое вращательное движение как «движение, которое точно следует положению воображаемой точки на окружности, диаметр которой равен длине хода». Эти компоненты никогда не останавливаются полностью во время вращения коленчатого вала и никогда не меняют направление вращения. Они изменяют скорость прямо пропорционально оборотам коленчатого вала.

Определим чистое возвратно-поступательное движение как «двунаправленное линейное движение; ускорение от полной остановки в ВМТ, движение вниз, замедление и остановка в НМТ, затем реверс и ускорение в другом направлении, замедление и остановка и т. д.». Эти компоненты полностью останавливаются дважды за каждый оборот коленчатого вала. Скорость каждого цикла изменяется прямо пропорционально оборотам коленчатого вала. Скорость в разных точках каждого цикла варьируется в зависимости от отношения длины шатуна к длине хода и положения коленчатого вала; их направление меняется дважды (сверху вниз) при каждом обороте коленчатого вала: в ВМТ (0°) и НМТ (180°).

Давайте определим гибридное движение как «движение, изменяющееся по скорости в зависимости от положения компонента по длине штока, а также от числа оборотов двигателя, но изменяющееся по направлению в зависимости от положения коленчатого вала: нет бокового перемещения в ВМТ или НМТ.Его движение происходит в том же направлении, что и коленчатый вал, и имеет наибольшую скорость, когда ось балки шатуна находится под углом 90° к ходу коленчатого вала, что происходит примерно между 72° и 78° от ВМТ, в зависимости от передаточного числа шатуна (не 90°). ° от ВМТ).

Чистый вращающийся груз
» коленчатый вал и т. д., как описано выше
» шатунные подшипники и шпонки (если есть)
Чистый возвратно-поступательный груз
» поршень(и) и компоненты поршня, включая пальцы, кольца и замки (+ втулки поршневого пальца, если есть)

Гибридный груз
» балка шатуна

Путь штока
Материал, ближайший к центру поршневого пальца, почти имитирует поршневой палец – его движение возвратно-поступательное плюс небольшое колебание вперед-назад.Его путь представляет собой длинный узкий неправильный полуэллипс с малым диаметром, равным амплитуде (размаху) колебаний, и большим диаметром, равным длине хода (см. № 1 на иллюстрации ниже; реальный эллиптический путь был бы неправильным). , и асимметричное удаление от ВМТ по сравнению с НМТ). Точки дальше по лучу стержня и ближе к большому концу (см. № 2-4) имеют большую амплитуду колебаний (малый диаметр), добавленную к длине хода (большой диаметр), снова образуя эллиптическую траекторию, но с большей окружностью и более регулярная форма.

Максимальное колебание зависит от максимального угла наклона штока к оси канала ствола, в большинстве случаев около 13 – 20°; это определяется отношением стержня к ходу (длиннее стержни = меньший угол). Таким образом, внешним пределом колебаний является равнобедренный треугольник с вершиной на осевой линии поршневого пальца и двумя плечами равной длины, расходящимися вниз под удвоенным углом наклона штока (26–40°). Ширина основания треугольника представляет собой максимальный размах или амплитуду колебаний (малый диаметр эллипса), которая определяется высотой треугольника, зависящей от расположения вдоль оси стержня рассматриваемой точки.

Балка, ближайшая к поршневому пальцу (см. №2), имеет амплитуду малого диаметра, почти равную нулю, плюс большой диаметр, равный длине хода, – почти прямую линию.

Балка, ближайшая к шейке штока (см. №5), имеет амплитуду малого диаметра, почти равную длине хода в поперечном направлении, плюс большой диаметр, равный длине хода – почти идеальный круг.

Это означает, что форма движения каждого грамма веса, скорость движения и расстояние, пройденное за один оборот коленчатого вала, частично зависят от его точного положения вдоль оси балки шатуна, а также от хода шатуна отношение и абсолютная длина центров стержней.

На рисунке (внизу справа) показано движение нескольких точек на балке стержня. Каждая точка будет перемещаться по окружности показанной формы за один оборот коленчатого вала, каждый раз возвращаясь в верхнюю точку ВМТ.

№ 1 показано движение точки на оси стержня с центром в проушине штифта – движение полностью возвратно-поступательное. Большим диаметром для всех показанных эллипсов является длина штриха (здесь показано 4,00 дюйма), но, поскольку колебания отсутствуют, следовательно, нет и вращения, а меньший диаметр (ширина) эллипса равен 0 — форма прямая. линия.

№ 2 показывает точку чуть ниже точки № 1 вдоль оси стержня. Меньший диаметр составляет около 0,10 дюйма, что представляет собой небольшое колебание вперед и назад.

№3 показывает точку ниже точки №2 вдоль оси стержня. Меньший диаметр составляет около 1,00 дюйма, что представляет собой большее колебание вперед и назад.

№ 4 показывает точку чуть ниже этой точки вдоль оси стержня. Меньший диаметр составляет около 2,00 дюймов, что представляет собой путь с гораздо большим вращательным движением.

№ 5 показывает точку почти на большом конце шатуна, прямо над верхним шатунным подшипником. Здесь меньший диаметр почти равен полной длине хода 4 дюйма.

Следующим логическим шагом вниз по оси балки шатуна будет, конечно, чисто вращающаяся масса, образующая эллипс с малым и большим диаметрами на длине хода – окружность, точная траектория шатунной шейки коленчатого вала.

Длина и соотношение стержня
Все методы включают разделение веса стержня на возвратно-поступательный вес и вес стержня.вращающийся вес путем подвешивания стержня (стержней) за один конец и взвешивания другого, тщательно удерживая ось балки строго горизонтально. Затем процесс идет в обратном порядке, придавая вес противоположному концу. Сумма (конечно) равна точному весу удилища.

Однако… это делает разделение возвратно-поступательных и вращающихся масс зависимым от центра тяжести, что НЕ является существенным фактором для целей балансировки. Точный центр шейки стержня представляет собой чистый вращающийся вес (без прямолинейного движения), тогда как проушина штифта представляет собой чистый возвратно-поступательный вес (без вращательного движения).

Если вы растянете стержень на 1 дюйм точно в центре баланса (без добавления веса), вес и пропорции подвески не изменятся, но очевидно, что влияние нового стержня на баланс изменится, потому что точка различие между возвратно-поступательным и вращающимся концами находится в геометрическом центре, а не в центре тяжести, что не имеет ничего общего с предсказанием того, какой эффект оказывает конкретная молекула в стержне, и как лучше всего его компенсировать.

Положение на стержневой балке, которая имеет ровно 1/2 характеристики каждой, находится в геометрическом центре, потому что центр тяжести Гигантский кусок свинца, свисающий со стержневого болта, безусловно, немного изменит вращающийся конец. , но согласно «классической» модели он также изменяет возвратно-поступательный вес и возвратно-поступательный вес в процентах, потому что перемещает ЦТ.

Поскольку большой конец всегда намного тяжелее малого, центр тяжести начнет располагаться только в геометрическом центре (50% расстояния между центрами) в стержне бесконечной длины; более короткие стержни имеют тенденцию иметь большее смещение между ЦТ и геометрическим центром. Следовательно, абсолютная длина стержня (а также соотношение стержней) влияет на баланс.

Это (частично) объясняет, почему некоторые факторы лучше работают на некоторых двигателях. Двигатели с более высокими значениями «n» (длинный шток, короткий ход, отношение штока к ходу в 1.75 – диапазон 2.1-1, угол тяги 13-16°) имеют меньшие силы неуравновешенности: в основном линейный верхний конец балки ходит вперед-назад через меньший диапазон, и ее максимальный угол от вертикали меньше. В двигателях с меньшим значением «n» (короткий шток, длинный ход, отношение штока к ходу в диапазоне 1,45–1,75-1, угол тяги 17–20°) штоковые балки качаются по большей дуге, так как максимальное отклонение от вертикали равно больше — большая часть силы направлена ​​на стенку цилиндра (а не на ход кривошипа).

Влияет на выбор коэффициента балансировки.На мой взгляд, разделение (и отнесение весовых долей к вращающимся и возвратно-поступательным) ДОЛЖНО включать некоторую компенсацию длины штока (а также отношение штока к ходу). Интересным экспериментом было бы увидеть, где находится математический центр (50% расстояния между центрами; примерно 3,38 дюйма от любого конца удилища RB 413, 426W или 440) по отношению к точке баланса, полученной с помощью Метод C-of-G (подвесной)

Вот стержень, нарисованный так, как если бы поперечное сечение имело непрерывную толщину.Конечно, это никогда не бывает так; однако это упрощает анализ и сравнение, так что, пожалуйста, потерпите меня (щелкните любой стержень, чтобы увеличить его). Давайте сделаем вес удилища 500 граммов, чтобы упростить математику.

Верхний стержень (показан справа) был точно разделен по центру тяжести (с использованием превосходной программы «AC Calculator» Мартина Хепперле). Красный (возвратно-поступательный) вес составляет 46,6% от общего веса удилища, или 233 грамма. Синий (вращающийся) вес составляет 53,4%, или 267 граммов. Вес боба для этого метода, основанный на коэффициенте 50%, составляет: (233 × 50%) + 267 = 383.5 грамм.

Шатун с весом, разделенным по методу центра тяжести
Нижний шатун (показан справа) разделен геометрически от центра проушины пальца до центра шатуна. Красный (возвратно-поступательный) вес составляет 34,8% от общего веса удилища или 174 грамма. Синий (вращающийся) вес составляет 65,2%, или 326 граммов. Вес боба для этого метода с коэффициентом 50% составляет: (174 × 50%) + 326 = 413 грамм.

Соединительный стержень с весом, разделенным по методу геометрического центра
Метод центра тяжести увеличивает общий вес боба на 236 граммов: 413 – 383.5 = 29,5 × 2 стержня на шейку × 4 шейки.

Если вес каждого боба (для одной шейки) составляет 2000 граммов, это изменение составляет почти 3%.

Что мы можем предположить из этого? Если метод геометрического центра более точен для компенсации возвратно-поступательного движения веса (как я подозреваю), почему он использует коэффициент менее 50%? Есть несколько возможных причин.

Динамические силы гораздо важнее, чем предполагалось.
Фактор 50% не является точным, поскольку он был деконструирован в обратном направлении из-за неправильного назначения возвратно-поступательного движения веса в стержневой балке.

Коэффициент 50% может содержать другую ошибку: коэффициент для чистого возвратно-поступательного веса (поршень и т. д.) может сильно отличаться от коэффициента для гибридного веса (стержневая балка), но в противоположных направлениях.

Я подозреваю, что к гибридному весу следует применять отдельный коэффициент, поскольку он следует траектории, определяемой геометрией стержня (а не чистой формой или вектором). Если это так, коэффициент может изменяться обратно пропорционально некоторой функции отношения штока к ходу, поскольку шток бесконечной длины преобразует весь гибридный вес в возвратно-поступательный вес, а длина штока, равная смещению шейки (1/2 хода), почти соответствует журнал во время какой-то части мероприятия.

Определение веса геометрического центра стержня для балансировки
Метод «подвески» назначает вес малому и большому концам на основе центра тяжести; если подвесить стержень в воздухе за нитку и плавно опустить его на 2 шкалы, единственная точка подвеса, где он будет висеть горизонтально, находится в ЦТ. Если бы вы попытались подвесить его в геометрическом центре (50% расстояния между центрами), результаты были бы совсем другими; большой конец всегда намного тяжелее.

Для взвешивания каждого конца по геометрическому центру: найти и точно отметить центральную точку маркером и т. д.Постройте/найдите водонепроницаемый контейнер (C#1) глубиной 6 дюймов, шириной 4 × 4 дюйма, с точно квадратными и горизонтальными верхними стенками. Постройте/найдите 2-й водонепроницаемый контейнер большего размера (C#2) глубиной 2 дюйма и шириной 6 дюймов на 6 дюймов. Взвесьте C#2 на граммовой шкале и запишите. Поместите C1 так, чтобы верхние края точно выровнялись с C2. Заполните C#1 чистой водой ровно доверху. Подвесьте стержень к проушине штифта так, чтобы луч был строго вертикальным. Очень медленно погрузите стержень в C#1 до отмеченной центральной линии.

Если Архимед был прав, то объем перелива воды точно равен объему массы погруженного стержня.Отложите C#1 и стержень в сторону. Взвесьте C#2 и вычтите пустой вес.
Остаток — это вес воды в граммах (вода: 1 см3 = 1 мл = 1 г; разве метрическая система не прекрасна?). Умножьте на удельный вес стали (приблизительно 7,93 для «прокатаной стали»), чтобы получить фактический 50%-ный вес, полученный из геометрического центра большой головки стержня. Если интересно, сделайте другой конец таким же образом. Если не любопытно, просто вычтите свой результат из общего веса.

Факторы, влияющие на балансировку
Хотя по умолчанию для двигателей V-8 используется коэффициент балансировки 50%, двигатели, работающие на высоких скоростях, часто имеют дополнительный вес, в результате чего коэффициент балансировки превышает 50%.Было опубликовано много формул для расчета точной величины регулировки коленчатого вала, чтобы компенсировать эти факторы.

Регулировка обычно выполняется путем удаления металла с противовеса или щеки, расположенной непосредственно напротив центра дисбаланса, вызванного избыточным весом. Конечно, можно также добавить вес, но это более сложно и, как правило, не является первым выбором. Если используется известный и проверенный «коэффициент баланса» (математическая формула или выбор компонентов), повышается уровень надежности компонентов и комфорта пассажиров.Однако даже превосходное применение неправильного фактора может привести к очень неудовлетворительным результатам — не будьте изобретательны!

На самом деле ни одна формула не является «правильной», некоторые просто подходят ближе, чем другие, «эмпирическим» методом – они проверены и скорректированы экспериментально. Все формулы являются компромиссными, основанными на характеристиках двигателя, но также учитывающими такие размерные и физические факторы, как:
» Отношение длины штока к длине хода: малые соотношения (длинный ход, короткий шток) имеют более высокие силы дисбаланса.
» Угол между цилиндрами: в двигателях V-8 ряды цилиндров обычно располагаются под углом 90° друг к другу, но это, конечно, не единственный практичный метод. Угол V обычно составляет целую долю окружности и (обычно) учитывает количество цилиндров: 45° — это 1/8 полного круга, 60° — 1/6, 90° — 1/4 и т. д. Радиальные двигатели больших самолетов имели 27 цилиндров: 9 рядов по 3 рядных цилиндра в каждом, расположенных под углом 40° друг к другу.
» Обычно используемый диапазон оборотов: широкий диапазон должен быть более щадящим для «плохих мест».Расчет должен производиться для всего диапазона, а не только для кривой мощности (кроме гонок).
» Количество развиваемой мощности: при необходимости долговечности двигателя отдается предпочтение комфорту водителя.
» Устойчивость к вибрации: как долго машина будет работать? Кем?
» Тип крепления двигателя: сплошное? резинка? сколько точек крепления?

Математические формулы, использующие только обычные коэффициенты, никогда не смогут точно предсказать, насколько хорошо будет работать данный двигатель, даже при заданных оборотах, потому что динамические силы не ограничиваются возвратно-поступательными и динамическими силами.вращающийся вес. Силы, действующие на шатун и шатун (инерция массы), представляют собой не только возвратно-поступательный вес (как указано выше), но и силы, действующие в цилиндре и камере сгорания над поршнем. Этот документ обращает внимание читателей на сложность предмета и призывает их очень тщательно изучить предмет, прежде чем балансировать свой двигатель.

Избыточная и недостаточная балансировка
Этот метод рекомендуется для двигателей с высокими оборотами.Однако «фактор 50%» не имеет математической или теоретической основы — это «то, что работает».

Не учитывает тот факт, что почти весь малый конец стержня не представляет собой чистый возвратно-поступательный вес, что материал над центром стержня движется против балки стержня, что полностью отсутствует разница сил между длинными и короткими стержнями, и что другие очень большие силы (давление сжатия в цилиндре, сгорание, нагнетание выхлопных газов и вакуум) полностью игнорируются.

Разрушение избыточного и/или недостаточного баланса для оправдания наблюдаемого результата — это не наука, а рационализация.

Динамические факторы; давление, действующее как вес
Поведение газа в камере сгорания изменяет эффективный (кажущийся) вес поршня. Газ испытывает постоянные изменения плотности, объемной температуры и давления во время работы двигателя из-за различных факторов. В следующем тексте кратко обсуждаются некоторые из этих факторов и вызываемые ими изменения кажущегося веса поршня.

Если бы двигатель работал без вакуума, сжатия или сгорания (поршень действует только как груз), инерция поршня постоянно сопротивлялась бы движению (законы движения Ньютона), независимо от того, движется ли шток вверх или вниз.Это приведет к уменьшению кажущегося веса на 2 ходах вниз (впуск и мощность) и увеличению его на 2 ходах вверх (сжатие и выпуск).

Однако, когда мы добавляем динамические эффекты вакуума, сжатия и давления сгорания, эффекты радикально меняются, и они меняются не только по мере изменения деталей конструкции двигателя, но также по мере вращения коленчатого вала и потребности (дроссельной заслонки). открытие и вакуум), уровень оборотов и объемный КПД двигателя изменяется.

Когда эти факторы вступают в силу, кажущийся вес поршня (и его влияние на коленчатый вал) может резко увеличиться, полностью исчезнуть или стать отрицательным весом.

Воздействие на кажущийся вес поршня, вызванное колебаниями внутреннего давления в цилиндре, назовем «натяжением». Тяга может быть положительной (имитация добавления физического веса к возвратно-поступательным компонентам) или отрицательной (вычитание веса) и может действовать в любом направлении (вверх или вниз).

Тяговое усилие действует на шатун и коленчатый вал в сборе таким же образом, как и фактический вес самих компонентов, совершающих возвратно-поступательное движение, но не одновременно, не непрерывно и в разной степени в зависимости от конструкции и размера двигателя и его работы условия.

Даже при одинаковой скорости степень успешной компенсации неуравновешенных сил будет сильно различаться при открытии дроссельной заслонки. Двигатель будет странно вибрировать при открытии дроссельной заслонки, заставляя водителя опасаться сломанных креплений, погнутого карданного вала и т. д., но вибрация «уходит», когда дроссельная заслонка снова закрывается. Сравните эти эффекты для всех 4 циклов вращения двигателя:
Пример 1
Двигатель со степенью сжатия 12-1 (статическая), крейсерская, частично открытая дроссельная заслонка, 4000 об/мин

Эффект хода поршня Комментарий ” (сопротивление движению, так как оно воздействует на шток) высокое, так как цилиндр заполнен только частично (низкий VE или объемный КПД, выраженный в % от полного рабочего объема), и все еще находится под частичным вакуумом (15 фунтов на квадратный дюйм) из-за маленькое открытие дроссельной заслонки.Это означает, что шток «видит» более тяжелый поршень, чем фактический компонент, но только во время этого цикла и условий.

Нагрузка на сжатие Тяговое усилие низкое, так как низкий VE означает, что для сжатия присутствует только небольшой объем смеси. Однако давление в цилиндре по-прежнему выше, чем в двигателе с более низким CR. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Power Down Load Тяговое усилие низкое из-за воспламенения лишь небольшого объема смеси, но с высоким коэффициентом из-за статического CR.Давление расширяющегося газа заставляет вес поршня опускаться ниже 0 и создавать положительную силу на штоке, даже при таком низком уровне мощности. Шток «видит» более легкий поршень, чем его реальный вес.
Тяга выхлопа вверх, вероятно, очень низкая из-за небольшого объема выбрасываемого газа. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Пример 2
Тот же двигатель, та же скорость, но широко открытая дроссельная заслонка
Эффект поршня при ходе поршня Комментарий
Впускное тяговое усилие вниз меньше, чем при частично закрытой дроссельной заслонке (выше, № 1), потому что более высокое значение VE означает более низкий вакуум (до 0 фунтов на квадратный дюйм в идеальных условиях на пике крутящего момента), сопротивляясь движению поршня вниз.Вес поршня будет нейтральным (тяговое усилие = 0, возвратно-поступательное движение веса будет единственной силой), если вакуум равен 0 фунт/кв. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Тяговое усилие при сжатии здесь максимальное, так как цилиндр почти полный, но сопротивление на такте сжатия очень велико. Если диаметр поршня составляет 4,00 дюйма (360), площадь поршня составляет 12,57 квадратных дюймов, поэтому 200 фунтов на квадратный дюйм, возникающие при сжатии, создают силу в 2500 фунтов.на поршень! Почти 100 VE (открытый дроссель, потребность почти полностью удовлетворена) означает, что давление в цилиндре будет намного выше, чем в примере 1 (см. выше).

Поршень «весит» гораздо больше на такте сжатия при полностью открытой дроссельной заслонке, чем на крейсерском режиме. Шток «видит» гораздо более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Power Down Load Pul л намного меньше (большое отрицательное число). Пиковое давление 700 фунтов на квадратный дюйм, присутствующее в цилиндре при сгорании смеси, вычитает 8800 фунтов. от возвратно-поступательного веса, оставляя огромное отрицательное число, и коленчатый вал на мгновение, но очень сильно разбалансирован.Шток «видит» гораздо более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Выхлопная нагрузка вверх Отрицательная тяга здесь выше, чем в других примерах выхлопа, так как высокий VE означает, что цилиндр почти заполнен газом. Сопротивление, создаваемое газом, увеличивает кажущуюся инерцию поршня. Шток «видит» более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Пример 3
Тот же двигатель, та же скорость, но с резко закрытым дросселем
Эффект поршня и поршня Комментарий
Сопротивление впуска вниз мгновенно подскакивает, так как цилиндр теперь почти полностью пуст (VE приближается к 0).Вакуум (который может достигать 25+ фунтов на квадратный дюйм), действующий на площадь поршня, будет оказывать сопротивление на шток в 314 фунтов. Вот почему гоночные моторы ломаются при пересечении финишной черты (это называется «выведение двигателя из-за сжатия») — инерция веса поршня сама по себе была бы безопасной, но инерции + вакуума достаточно, чтобы либо оторвать купол от поршень или вытяните шток пополам. Шток «видит» гораздо более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Сжатие Тяговое усилие — это небольшое отрицательное число, меньшее, чем в Примере 1, поскольку VE ниже.Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Power Down Drag Pull меньшее отрицательное число, чем в Примере 1, по той же причине: более низкая VE. Давление сгорания может быть меньше сопротивления трения поршня, поэтому шток «видит» немного более тяжелый поршень, чем его реальный вес.

Тяга вверх по выхлопной трубе здесь самая низкая, даже меньше, чем в Примере 1 – еще меньше выбрасываемого газа. Шток «видит» чуть более тяжелый поршень, чем его реальный вес.
Динамические факторы; сопротивление поршневых колец Поршневые кольца удерживаются на стенке цилиндра двумя силами: радиальным растяжением («упругостью» металла) и давлением сжатия или сгорания над поршнем.

Радиальное натяжение задается при изготовлении кольца и незначительно изменяется при задании торцевого зазора; он также будет разрушаться со временем.

Давления сжатия и сгорания являются более сложными, и сопротивление кольца зависит не только от того, в каком направлении движется поршень и на каком такте находится коленчатый вал, но и от относительного вакуума и мощности.

Сопротивление кольца в зависимости от работы двигателя
Эффект хода
Впускное кольцо удерживается (слабо) в верхней части канавки за счет вакуума, сбалансированного радиальным натяжением. WOT = низкий вакуум и т. д.

Компрессионные кольца удерживаются на дне канавки за счет давления цилиндра (только сжатие) + радиального натяжения. WOT = более высокое давление, так как содержимое баллона больше.

Силовые кольца удерживаются (сильно) на дне канавки и на стенке цилиндра за счет давления сгорания + радиального натяжения.WOT = более высокое давление, так как содержимое баллона больше.

Выхлопные кольца удерживаются на дне канавки за счет остаточного давления выхлопных газов + радиального натяжения. WOT = более высокое давление, потому что содержимое цилиндра больше, больше объем выхлопа.

Динамические факторы; движение в зависимости от направления
Возвратно-поступательные компоненты V-образной конфигурации ведут себя совершенно иначе, чем компоненты одноцилиндрового, рядного или оппозитного (180°) двигателя. Например, используя стандартный двигатель V-8 с углом развала цилиндров 90°, давайте начнем примерно с середины хода (120° до ВМТ), когда оба поршня находятся на одном ходу кривошипа (но на противоположных рядах цилиндров), поднимаясь к ВМТ.Оба поршня (и другие возвратно-поступательные компоненты, перечисленные ранее) движутся в одном направлении (хотя и с разными скоростями).

Однако, когда поршень левого ряда достигает 90° до ВМТ, поршень правого ряда останавливается в ВМТ. Когда поршень левого ряда достигает 91°, поршень правого ряда находится в положении 1° ВМТ (относительно) и начинает двигаться вниз. Два поршня будут продолжать двигаться в противоположных направлениях на 90°, пока поршень левого ряда не достигнет ВМТ, после чего оба поршня будут двигаться вниз.

Аналогичный эффект возникает при приближении и прохождении BDC. Относительные направления поршней одинаковы, но точные положения различны из-за разницы в скорости поршня в нижней части такта (перепад скорости движения ВМТ против скорости движения НМТ и точное положение поршня являются функциями штока к — коэффициент хода). Только под углом 45° от ВМТ и НМТ два поршня на одном и том же кривошипе находятся в одном и том же абсолютном положении.

От положения поршня левого ряда 90° до ВМТ и 90° от НМТ до НМТ поршни левого и правого ряда движутся в противоположных направлениях.

Сам выбор угла «V» добавляет еще один сложный фактор к конструкции двигателя. Узкие углы V (60° и т. д.) имеют относительно короткий период, в течение которого возвратно-поступательные массы двух цилиндров движутся в разных направлениях — так же, как и угол V (60° составляет всего 16,67% от полного поворота на 360°). коленчатого вала).

Однако силы дисбаланса относительно велики, и балансировка, как правило, успешна только в узком диапазоне оборотов двигателя. По мере увеличения угла V (90° и т.) периоды, в которых возвратно-поступательные грузы перемещаются в разных направлениях, увеличиваются (90° составляет 25% от полного оборота коленчатого вала), что, по-видимому, усугубляет проблему, но двигатели с более широким углом V кажутся более терпимыми к более широким и высоким Диапазоны оборотов, и чистый эффект — улучшение.

Однако для этих двигателей обычно требуется более широкий моторный отсек для увеличения зазора, так как ряды двигателей разнесены. Это один из положительных факторов в пользу V-6 — он не только короче (на 1 цилиндр и ход кривошипа), чем V-8 с таким же диаметром цилиндра и ходом поршня, но при общем угле развала кренов 60° он также существенно уже. через ряды цилиндров (но немного выше сверху вниз).

Кроме того, материал проушины штока (маленький конец) над центром поршневого пальца, а также крышка подшипника штока всегда колеблются в направлении, противоположном направлению балки штока (за исключением ВМТ и НМТ, конечно). Хотя они минимальны по своему эффекту, они являются частью «качающейся» (колебательной) инерции стержня, но уменьшают и модифицируют влияние веса стержневой балки. Этот «выступающий» вес в настоящее время не учитывается ни в одной формуле или уравнении баланса.

Суть в том, что физика и математика, связанные с тем, как работает двигатель, слишком сложны, чтобы сделать основанный на формуле коэффициент баланса чем-то большим, чем разумным компромиссом.Это только те факторы, которые я лично обнаружил, почти наверняка их больше (большего или меньшего эффекта). После того, как коэффициент был выбран, оставшиеся задачи заключаются в том, чтобы точно записать вес компонентов и точно отрегулировать коленчатый вал для компенсации. Ваш двигатель прослужит дольше и будет приятнее в эксплуатации.

Мое мнение: любой разобранный двигатель должен быть отбалансирован везде, где это целесообразно. Отдавайте эту работу только в мастерскую с проверенной репутацией и компетентностью.Не пытайтесь быть новатором в выборе коэффициента баланса; используйте тот, который выдержал испытание временем и опытом: 50%. Если вы хотите поэкспериментировать, смоделируйте свой двигатель по образцу двигателя, очень похожего на ваш (особенно в отношении длины хода и штока, веса поршня в граммах, рабочего диапазона оборотов и степени сжатия).

Распределительный вал против коленчатого вала | Кто они и что они делают

Хотя двигатели внутреннего сгорания состоят из нескольких сложных валов, шестерен и других компонентов, коленчатый и распределительный валы являются критически важными.Это разные типы валов, которые служат определенным целям в двигателях, включая передачу крутящего момента на трансмиссию и помощь в запуске ее цикла. Изучая, как работает двигатель, мне нужно знать, что между коленчатым валом и распределительным валом есть несколько отличий. Несмотря на различия, оба они связаны друг с другом таким образом, что если у меня есть автомобиль с четырехтактным двигателем, он не может эффективно работать, если в нем нет таких компонентов. В этом руководстве я расскажу больше о взаимосвязи между распределительным валом и коленчатым валом .

Крупным планом коленчатого вала в двигателе | Img Src

Что такое коленчатый вал?

Относится к компоненту двигателя, который преобразует возвратно-поступательное (линейное) движение поршня во вращательное движение. Он разработан с использованием ковкого чугуна и является основной вращающейся частью двигателя.

Коленчатый вал имеет дополнительные опорные поверхности, известные как шатунные шейки или шатунные шейки, ось которых образует основание концов шатунов при каждом ударе цилиндра двигателя.

Обычно коленчатый вал соединен с маховиком, чтобы свести к минимуму пульсацию четырехтактного цикла.

Он также может иметь гаситель вибрации или крутильных колебаний на противоположном конце для минимизации крутильных колебаний, создаваемых по длине коленчатого вала цилиндрами от выходного конца, опирающегося на металл. Самое главное, все основные компоненты двигателя, включая шатун и поршень, поддерживаются коленчатым валом.

Распределительный вал отдельно от маленького блока Chevy

Что такое распределительный вал?

 Распределительный вал – это длинный металлический стержень, к которому прикреплены многочисленные внешние компоненты.Один объект включает в себя лепестки в форме яйца, которые инициируют функции закрытия и открытия выпускных и впускных клапанов. Такие идеально синхронизированные и установленные лепестки обеспечивают правильную работу моего автомобиля в процессе сгорания.

Большинство современных двигателей имеют конструкцию с двумя верхними распределительными валами, в которой два кулачка расположены с каждой стороны машины. В таком случае один из кулачков управляет временем открытия выпускных клапанов, а другой управляет тем, как открываются впускные клапаны.

Двигатели других автомобилей имеют счетверенный распределительный вал (четыре распределительных вала). Однако наличие в автомобиле нескольких распределительных валов не означает, что он может обеспечить лучшую производительность, но они вносят разнообразие в конструкцию. На самом деле, большинство двигателей с одним из них обеспечивают хорошую производительность.

Многочисленные ремни, шестерни и цепи управляют распределительным валом для достижения точной синхронизации. Если бы у меня была последняя модель автомобиля, я мог бы понять, что у нее есть соленоид с регулируемой синхронизацией клапанов, который помогает регулировать продолжительность работы распределительного вала и подъемную силу в соответствии с потребностями двигателя.

Где расположены распредвалы и коленвалы?

Коленчатый вал находится в картере.

Коленчатый вал опирается на подшипники, которые со временем изнашиваются. Однако подшипники поддерживают коленчатый вал и шатуны, соединяющие поршни с коленчатым валом.

В отличие от этого, в зависимости от расположения, эта деталь может управлять клапанами напрямую или через соединение коромысел и толкателей.

В большинстве случаев распределительный вал должен располагаться в верхней части цилиндра двигателя.Такое направление приводит в действие простой механизм и приводит к ограниченному отказу.

P0008 и P0016 являются общими кодами DTC OBD2, которые вы можете увидеть, если эти части имеют проблемы

Как устроен коленчатый вал?

Конструкция коленчатого вала похожа на эксцентрик, но эксцентрик имеет меньший диаметр, чем вал. Длина коленчатого вала зависит от количества цилиндров в двигателе.

Коленчатый вал состоит из расплавленного чугуна, который подвергается тщательной полировке для обеспечения минимального трения.

Коленчатый вал имеет две шейки, которые относятся к секциям вала, которые вращаются внутри подшипника. Первая — это шатунные шейки, затем шатуны соединяются с поршнями. Вторая – коренная опорная шейка, расположенная ближе к оси вращения или валу.

Коленчатый вал имеет переднюю часть, называемую носовой частью, которая содержит зубчатую шестерню, соединенную с множеством других деталей, включая клапанный механизм и шкив. Также имеется маховик, расположенный в задней части вала.

Маховик играет решающую роль в движении автомобиля. Крайне важно убедиться, что шейки не испытывают трения, так как коленчатый вал будет подвергаться постоянному движению во время движения автомобиля. Такой случай объясняет, почему коленчатый вал имеет специальный канал, по которому может проходить масло, что обеспечивает эффективную смазку ротора.

Связанный: Устранение неисправности датчика положения коленчатого вала

Как устроен распределительный вал?

Конструкция представляет собой длинный стержень эксцентричных лопастей яйцевидной формы, где одна из них действует как топливная форсунка, а другая — для каждого клапана.Мне нужно знать, что распределительный вал представляет собой стержень, который также называют валом, и он содержит множество кулачков. Этот компонент состоит из нескольких частей, известных как журналы.

В передней части распределительного вала имеется датчик положения кулачка, который определяет угол поворота кулачка, чтобы инициировать движение внутри цилиндра. Цикл сгорания — это тот, который способствует движению в цилиндре.

Каждый кулачок имеет головку на конце эксцентричного выступа яйцевидной формы. Кроме того, он имеет более закругленную часть на нижнем конце, известную как пятка.Область, прилегающая к датчику положения распределительного вала  , называется доверительной, и она помогает гарантировать, что вал остается на месте во время работы двигателя автомобиля.

Скорость

Коленчатый вал приводит в движение распределительный вал либо с помощью зубчатых колес (пара зубчатых зацеплений), либо с помощью пары звездочек, соединенных цепью. В этом случае звездочка или шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем звездочка на коленчатом валу. Это дает передаточное отношение 1:2, то есть распредвал вращается с половиной скорости коленчатого вала.

Два оборота распределительного вала производят один оборот коленчатого вала и одно закрытие и открытие каждого клапана в четырехцилиндровом двигателе.

Звездочка и шестерня поддерживают определенное временное соотношение между распределительным валом и коленчатым валом, чтобы гарантировать, что клапаны открываются точно в нужное время в соответствии с положением поршня.

---

Часто задаваемые вопросы

Коленчатый вал вращает распределительный вал?

Да.Коленчатый вал вращается, и такое вращение помогает проворачивать цепь или зубчатый ремень, который вращает распределительный вал. В то же время распределительный вал принимает это вращательное движение и использует его для многократного опускания и подъема впускных и выпускных клапанов двигателя автомобиля.

Кулачок и распределительный вал — это одно и то же?

Нет. Распределительный вал регулирует подачу топлива и подачу топлива, а коленчатый вал помогает преобразовывать энергию в поступательное движение. Другими словами, распределительный вал обеспечивает работу клапанов в соответствии с их предполагаемой конструкцией, а коленчатый вал обеспечивает мощность, которая используется для управления транспортным средством.

Оба компонента должны работать вместе, чтобы автомобиль работал хорошо.

В чем разница между датчиком положения коленвала и распредвала?

Датчик положения распределительного вала помогает определить рабочий цилиндр для синхронизации зажигания катушки и последовательности топливных форсунок. Напротив, датчик положения коленчатого вала функционирует как многофункциональный датчик, который помогает устанавливать момент зажигания, определять относительную скорость двигателя и число оборотов в минуту.

Что крутится быстрее, кривошип или кулачок?

Распредвал поворачивается на 1/2 скорости коленвала. Следовательно, распределительный вал завершает работу клапана в течение всего цикла двигателя, поскольку четырехтактный двигатель делает два оборота коленчатого вала, чтобы завершить один цикл.

Распредвалы и коленчатые валы являются важными компонентами трансмиссии автомобиля. Взаимосвязь между двумя компонентами влияет на производительность машины несколькими способами. Кроме того, у обоих есть датчики, которые обеспечивают их правильную работу.Самое главное, две части должны двигаться гармонично, чтобы функционировать эффективно. Следовательно, между ними должно быть точное время через соединение ремня ГРМ.

Функции коленчатого вала в двигателе – Motionics LLC

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — это вал, по крайней мере, с одним коленчатым валом, в частности первичный вал двигателя внутреннего зажигания, к которому присоединены промежуточные стержни. Соединительный стержень качается вперед и назад при вращении коленчатого вала.

Коленчатый вал является основной частью двигателя, отвечающей за преобразование возвратно-поступательных движений во вращательные движения. В простом диалекте это вал с последовательностью кривошипа и кривошипа, которые присоединены к соответствующему стержню двигателя. В наши дни серьезные двигатели имеют многоцилиндровый двигатель
, и коленчатый вал важен для привода цилиндров.

Ссылка на изображение: www.howacarworks.com

Функции коленчатого вала в двигателе:

Этот прибор исключительно важен для обеспечения более плавного привода огромных многоцилиндровых двигателей.Они отвечают за преобразование
линейного движения поршня во вращательное движение. Эта конкретная часть двигателя изготовлена ​​​​с целью производства композита
из железной руды, называемой сталью.

При внешнем осмотре коленчатого вала можно обнаружить, что шатунные подшипники почти сбалансированы или неустойчивы. Здесь баланс вала изменяет ответное движение (во всем) поршня при вращательном движении коленчатого вала.

Каждый двигатель имеет четкую конструкцию, как и коленчатый вал.Его конструкция отличается размером и количеством цилиндров в двигателе.
Например, в четырехтактном двигателе коленчатый вал будет иметь четыре оборота коленчатого вала. Эти ходы соединяют четыре поршня и
эффективно связаны с маховиком двигателя.

Во время работы двигателя или во время цикла зажигания ход кривошипа выполняет роль плеча рычага, который толкает и тянет цилиндр. Это значительно делает поступательное вращательное движение в двигателе.

Коленчатый вал заставляет цилиндр завершить свое вращение, и бросок вернет поршень в самую высокую точку цилиндра.

Этот предмет нуждается в исключительно гладкой конструкции во время производства в отношении его веса и балансировки. Такая конструкция важна для уменьшения вибраций в двигателе.

Таким образом, вибрации могут быть чрезвычайно опасными для автомобиля и даже привести к серьезным авариям.

Методология проектирования автомобильных коленчатых валов с использованием аналитических и гибких моделей

Коленчатый вал является одним из наиболее важных движущихся компонентов двигателя внутреннего сгорания.Он отвечает за преобразование колебательного движения поршня во вращательное движение шатунов. Во время работы двигателя коленчатый вал подвергается осевым, изгибающим и скручивающим нагрузкам, в результате чего на детали возникают участки с высокими напряжениями. Из-за фазированного сгорания цилиндров коленчатый вал имеет высокие уровни крутильных нагрузок, а чрезмерная крутильная вибрация является одной из основных причин выхода из строя коленчатых валов и агрегатов двигателя, таких как шкивы, ремни и шестерни.

В этой статье представлен аналитический метод для предварительного просмотра напряжений коленчатого вала, рассматривая компонент как простой цилиндрический вал, прикладывая радиальные и скручивающие нагрузки к шатунным шейкам и поддерживая их в положениях коренных подшипников.Нагрузки применяются к модели балки, а напряжения рассчитываются путем интегрирования уравнений статического равновесия для гиперстатических моделей для изгиба и кручения. Для существующих расчетов модели коленчатого вала входные данные могут быть извлечены из моделей CAD (массовые характеристики) и из простого CAE или аналитического анализа (параметры жесткости).

Входные нагрузки сгорания и инерции, радиальные силы и крутящий момент рассчитываются методом Ньютона-Эйлера, а крутильные колебательные моменты определяются в частотной области с использованием преобразования Фурье, интеграла свертки и уравнений состояния.Кроме того, был реализован простой метод наилучшей оценки параметров демпфера крутильных колебаний, чтобы уменьшить амплитуды колебаний.

Демпферы крутильных колебаний используются для уменьшения амплитуд крутильных колебаний коленчатого вала. В предложенной методологии были реализованы два типа демпферов: настроенный резиновый демпфер и неперевернутый вязкий демпфер. По сути, гаситель кручения представляет собой дополнительную инерцию, вносимую в систему на переднем конце коленчатого вала. Основное различие между обоими типами заключается в том, что в вязком демпфере нет жесткости между кольцом демпфера и ступицей демпфера, а только демпфирование обеспечивается вязкой жидкостью, обычно силиконовой жидкостью с высокой вязкостью.В этом случае в системе больше не добавляется собственная частота. С другой стороны, настроенный демпфер имеет жесткость и параметры демпфирования, обеспечиваемые резиновым кольцом, которое расположено между ступицей демпфера и инерционным кольцом демпфера. В системе появляется дополнительная собственная частота (ниже частоты первой моды исходной системы) с меньшей амплитудой колебаний.

В предлагаемой методике расчеты выполняются для всего цикла двигателя (два оборота коленчатого вала) и для критических режимов работы двигателя: максимальный крутящий момент, максимальная мощность и максимальная скорость.Критический угол поворота коленчатого вала определяется для каждого режима работы, а коэффициент запаса прочности по усталости оценивается на основе критериев Гудмана.

Коленчатый вал

Коленчатый вал находится в нижней части блока и превращает линейное (вверх и вниз) движение поршней во вращательное движение, которое передается через коробку передач на колеса.

Nissan Skyline GT-R Коленчатый вал

Основными частями кривошипа являются коренные шейки подшипников (которые позволяют ему вращаться внутри блока цилиндров), шатунные шейки или штифты (где крепятся болтами шатуны) и шейки (которые соединяют коренные и шатунные подшипники, а также выступают за шатунные подшипники, образуя противовесы).Эти перемычки помогают сбалансировать силы выстрела и противофазные нагрузки, формирующие каждый цилиндр.

Как правило, для четырехцилиндрового двигателя кривошип имеет четыре больших коренных шейки и пять коренных подшипников, по одному на каждом конце и по одному между каждым цилиндром. Это нужно для того, чтобы коленвал не прогибался. В некоторых старых двигателях использовались три (коренных) подшипника, чтобы уменьшить общую длину двигателя. Но это может привести к изгибу или биению кривошипа.

Существует три основных метода изготовления кривошипа:

• Литье (когда расплавленный металл заливается в форму)
• Кованые (где полутвердый кусок металла помещают в форму под давлением и нагреванием)
• Заготовка (где кривошип выточен из цельного куска металла)

Литые шатуны в настоящее время довольно хороши, но между ними могут быть различия с точки зрения качества из-за различий в процессе литья.

Кованый кривошип имеет тенденцию быть прочнее литого, поскольку процесс означает, что структура зерна внутри материала повторяет общую форму кривошипа, повышая прочность и сопротивление усталости.

Кривошипные шатуны зарезервированы для высокопроизводительных или гоночных двигателей. Их изготовление требует много времени, но они обладают превосходной прочностью и устойчивостью к усталости, выдерживая гораздо более высокие нагрузки горения и давления. Кроме того, они могут работать с более высокими оборотами двигателя.

Конструкция кривошипа может иметь прямое влияние на его прочность. Например, углы, где опорные поверхности соприкасаются со стенками, имеют закругление, поскольку острые углы могут привести к концентрации напряжений и создать точки разрушения. Сами шейки подшипников также подвергаются поверхностной обработке для повышения твердости их поверхности.

Два примера этого процесса известны как азотирование или тафтридирование. Оба увеличивают твердость, изменяя структуру поверхности металла под действием тепла или химического воздействия, или их комбинации.

Каждая шейка подшипника заполнена маслом для предотвращения повреждений, а внутри кривошипа есть отверстия для подачи масла к каждому из подшипников.

Коленчатый вал — типы, детали, функция, датчик, изображения

Коленчатый вал является основой двигателя. Его работа заключается в преобразовании линейного движения поршня во вращательное движение. Он работает на основе движения поршня вверх и вниз.

В поршневом двигателе шатун напрямую соединяет поршень с коленчатым валом.Мы узнаем больше о том, что такое коленчатый вал, детали, функции, работа, типы, применение, изображения и схемы.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал двигателя представляет собой механическое оборудование , основной функцией которого является преобразование линейного движения поршня в вращательное движение .

Возвратно-поступательное движение поршня передается коленчатому валу через шатун.

Коленчатый вал имеет шатунные шейки , шейки кривошипа , балансировочные грузы и коренные шейки .Большой конец шатуна соединен с шатунной шейкой коленчатого вала.

В четырехтактном двигателе один полный оборот коленчатого вала происходит за два хода поршня.

Детали коленчатого вала

Коленчатый вал состоит из следующих основных частей:

1. Шатун
2. Коренные шейки
3. Шестерня шатуна
4. Противовесы
5. Упорные шайбы
6. Масляный канал и сальники
7. Фланец крепления маховика

1.Шатун

Шатун является частью коленчатого вала, которая позволяет ему прочно соединяться с шатуном.

Шатун имеет цилиндрическую поверхность для передачи требуемой силы вращения большой головке шатуна. Они также известны как шатунная шейка , шатунная шейка . Он расположен со смещением от оси вращения, как показано на рисунке.

Некоторые шатуны имеют перфорированные масляные каналы для распыления смазочного масла на стенку цилиндра, и для этого на шатунных шейках имеется канавка для подачи масла к шатуну.

2. Основной журнал

Часть коленчатого вала, которая опирается на блок цилиндров, называется коренной шейкой . Коренной опорный подшипник крепится к блоку цилиндров. Он помогает коленчатому валу вращаться внутри блока цилиндров. Он также известен как основной подшипник или опорный подшипник или подшипник скольжения . Чтобы понять, как работает коренной подшипник, перейдите по ссылке «Подшипник скольжения»

.

3. Перемычка кривошипа

Шестерня кривошипа — это часть кривошипа, которая находится между шатунной шейкой и валом или между соседними шатунными шейками.Он соединяет коленчатый вал с шатунной шейкой или двумя соседними шатунными шейками.

4. Противовесы

Коленчатый вал сталкивается с сильными вращательными силами, и вся масса вращается вокруг оси, а также поршень действует на него с усилием. Сочетание всех этих сил может привести к перекосу в конструкции. Таким образом, чтобы сбалансировать эти силы, нам нужен дополнительный вес, который уравновешивает силу и помогает сделать двигатель быстрее и тише. Эти балансировочные грузы называются Противовесы .

5. Упорные шайбы

Две или более Упорные шайбы устанавливаются в определенных местах по длине коленчатого вала для предотвращения его вертикального перемещения .

Устанавливаются между поверхностью щеки и гнездом коленчатого вала для сохранения небольшого зазора и предотвращения бокового смещения.

В некоторых типах двигателей эти шайбы встроены в коренной подшипник, а в других устанавливаются дополнительно.

6. Масляный канал и сальники

Масляный канал в коленчатом валу транспортирует масло от коренных шеек к шатунным шейкам. Отверстие обычно просверливается в шейке кривошипа. Масло может попасть между шейкой и подшипником, когда шатун находится в вертикальном положении и силы сгорания толкают шатун вниз.

Концы коленчатого вала выступают за пределы картера из-за чего есть вероятность протечки. Для предотвращения утечки масла на обоих концах предусмотрены уплотнения.

Предусмотрены два сальника для предотвращения утечки

1. Передние сальники: Они аналогичны задним сальникам, их выход из строя менее опасен и к ним легко получить доступ. Он установлен за шкивом и распределительным механизмом.
2. Задние концевые уплотнения: Устанавливаются между коренной шейкой и маховиком. Это манжетное уплотнение из синтетического каучука.

7. Фланец крепления маховика

Маховик крепится к коленчатому валу через фланцы.Один конец колеса коленчатого вала имеет больший диаметр по сравнению с другим, что помогает поверхности фланца прикреплять маховик.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал может быть изготовлен из сборки из нескольких частей или может быть монолитным т.е. выполненным из одной детали.

Коленчатые валы изготавливаются путем ковки стального стержня, как правило, посредством вальцевания или отливки из ковкой стали. Кованые коленчатые валы легче по весу, более компактны по размерам и имеют лучшее собственное демпфирование.

Коленчатые валы

также могут быть изготовлены механической обработкой заготовки (прутка из высококачественной стали вакуумного переплава).

Какой материал используется для изготовления коленчатого вала

Для изготовления коленчатого вала используется следующий материал:

• Чугун
• Углеродистая сталь
• Микролегированная ванадием сталь
• Кованая сталь

Функция коленчатого вала

Передняя часть коленчатого вала состоит из шестерни или звездочки, которая приводит в действие распределительный вал, виброгасителя , предназначенного для снижения крутильных колебаний.Также имеется шкив ремня вентилятора , который приводит в движение вентилятор двигателя, водяной насос и генератор через клиновидный ремень.

К заднему концу или заднему концу коленчатого вала прикреплен маховик. Маховик помогает поддерживать работу двигателя на постоянной скорости во время мертвых ходов двигателя. Чтобы свести к минимуму вибрацию, коленчатый вал и маховик должным образом сбалансированы.

Количество коренных подшипников зависит от типа, конструкции и размера двигателя и цилиндров. Чем больше количество коренных подшипников, тем меньше возможность вибрации и деформации коленчатого вала.Этого должно быть достаточно, чтобы обеспечить поддержку вала и обеспечить жесткость между каждой шатунной шейкой.

Типы коленчатых валов

 Существует 7 типов коленчатых валов:

1. Полностью построенный коленчатый вал
2. полуборовая коленчатый вал
3. сварные коленчатые вал
4. сварные односмысленные коленчатые вал
5. кованый вал коварные валы
6. литой коленчатый вал
7. CHAST CRANK CHATH

1. Полностью построенный вал

Эти типы коленчатых валов изготавливаются путем создания различных частей по отдельности и их сборки вместе.В таком типе коленчатого вала все детали после изготовления запрессовываются. Они в основном используются в старых типах двигателей.

Щетка кривошипа, шатунная шейка и коренная шейка изготавливаются отдельно, а затем шатунная шейка и коренные шейки обрабатываются и растачиваются в щеке кривошипа.

Затем шатунные шейки нагреваются и вставляются в шатунные шейки и отверстия в шейках. По мере охлаждения диаметр отверстия подгоняется правильно и плотно.

2. Полувстроенный вал

В отличие от полностью собранных, в этих типах коленчатых валов щеки коленчатого вала полностью выкованы, а затем сжаты на коренные подшипники.

Шатунные шейки обработаны для придания гладкости. Две шейки и шатуны изготовлены в одной поковке. С помощью этого метода толщина шатунов уменьшается. В шатунной шейке просверлено отверстие, что помогает снизить вес всей конструкции без ущерба для ее прочности.

Эти типы коленчатых валов легче и способны передавать более высокие нагрузки и могут выдерживать высокие нагрузки.

3. Сварной вал

В этих типах коленчатых валов щека кривошипа, шатунная шейка и коренные шейки с обеих сторон выкованы в одной поковке, а затем они собираются вместе с помощью сварки.Дуговая сварка под флюсом применяется при изготовлении коленчатых валов.

После сварки шейки снимают напряжения и механизируются для обеспечения гладкости. Из-за непрерывного потока зерна эти перемычки могут быть меньшего размера, что приводит к меньшему размеру коленчатого вала.

Уменьшенный вес и толщина делают эти валы более предпочтительными для использования.

4. Цельный цельный вал

Эти типы коленчатых валов изготавливаются методом ковки или литья цельных деталей. Их можно встретить как в тихоходных, так и в высокооборотных двигателях.

Он состоит из нескольких компонентов и состоит из нескольких частей, скрепленных болтами на интегрированных фланцах. Это необходимо для того, чтобы во время обжига сохранялась нагрузка и компенсировалось циклическое напряжение. Коленчатый вал может подвергаться нагрузке из-за несоосности, крутильных и осевых колебаний коренных подшипников.

5. Кованый коленчатый вал

Эти кривошипы намного прочнее литых. В двигателях с высокими нагрузками и в некоторых 16-клапанных двигателях часто используются кованые кривошипы.Они сделаны очень разными способами.

Комплект штампов изготовлен по размеру кривошипа. Эти штампы зажимаются в массивном гидравлическом прессе с усилием зажима в несколько тонн. Когда матрица закрыта, металл вдавливается довольно плотно.

Эти коленчатые валы более прочные и долговечные. Термообработка по-разному реагирует на кованые коленчатые валы, что приводит к более высокой стабильности размеров.

6. Литые коленчатые валы

Эти типы коленчатых валов используются уже давно.Их можно найти в различных дизельных и бензиновых двигателях. В большинстве случаев они состоят из ковкого чугуна, отлитого в форму.

Они популярны среди производителей, поскольку они недороги в производстве и эффективно работают. Поскольку структура зерна металла является однородной и случайной, литой коленчатый вал может выдерживать нагрузки со всех направлений.

7. Заготовки коленчатых валов

Рукоятка для заготовок может быть одним из лучших вариантов. Обычно в конструкции таких кривошипов используется сталь.Среди них никель, хром, алюминий, молибден и другие элементы.

Из-за более короткого времени обработки коленчатого вала хорошо известны кривошипы из заготовок. Из-за однородности материала они также требуют минимального баланса.

Рабочий коленчатый вал

Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме. Шатуны прикреплены к шатунам и кривошипам кривошипа. Он имеет гаситель вибрации, который снижает тягу кривошипа. Противовес на кривошипе используется для уменьшения изгибающей нагрузки на кривошип.

Коленчатый вал четырехтактного двигателя работает следующим образом:

• Поршень двигателя передает свое движение коленчатому валу через шатун по мере продвижения от ВМТ к НМТ (ход вниз).
• Линейное движение поршня преобразуется кривошипом во вращательное движение, которое затем передается на распределительный вал.
• Когда распределительный вал вращается, впускной клапан открывается, позволяя топливно-воздушной смеси поступать в камеру сгорания.
• Поршень перемещается вверх (от НМТ к ВМТ), когда камера сгорания заполняется топливно-воздушной смесью, сжимая смесь.Во время этой процедуры распределительный вал закрывает как впускной, так и выпускной клапаны. Первый оборот коленчатого вала завершается при завершении процесса сжатия.
• Процесс воспламенения происходит в конце процесса сжатия.
• Поршень толкается вниз за счет тепла, выделяемого сжатой смесью в процессе воспламенения. Этот удар известен как Power Stroke. При этом поршень движется вниз, возвратно-поступательная сила передается на шатун, который затем передает ее на коленчатый вал.
• Маховик соединен с одним концом кривошипа. Кривошип принимает движение поршня и передает его на маховик. Это движение сохраняется в маховике, который затем приводит в движение колеса автомобиля.
• Поршень перемещается вниз после рабочего такта для выпуска отработавших газов. Распределительный вал получает движение поршня от кривошипа и открывает выпускной клапан, в то время как впускной клапан остается закрытым во время этой процедуры. Выхлопные газы выталкиваются из камеры сгорания поршнем.
• Два оборота кривошипа и один рабочий цикл четырехтактного двигателя завершаются после такта выпуска. После этого цикл начинается заново.

Представьте, что ваши ноги крутят педали велосипеда для лучшего понимания. В этом сценарии считайте свои ноги поршнями, а педали — шатуном. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, когда вы вращаете его.

Неисправности коленчатых валов

Неисправности коленчатого вала встречаются крайне редко.Когда двигатель подвергается суровым условиям, это происходит. Детали двигателя прочные и долговечные. Однако у них есть определенные принципиальные недостатки:

1. Изношенные журналы
2. Усталостное разрушение

1. Изношенные журналы

Обычно бывает при недостаточном давлении масла. Когда коленчатый вал соприкасается с поверхностями коренных подшипников, зазор постепенно увеличивается, а давление масла уменьшается.

Изношенные шейки могут вызвать серьезные проблемы с двигателем, если за ними не ухаживать должным образом.Подшипники разрушены, а двигатель сильно поврежден.

2. Усталостное разрушение

Это происходит, когда постоянное и повторяющееся воздействие на коленчатый вал приводит к его поломке. Эта проблема часто возникает на скруглении, когда задействованы журнал и полотно.

Во избежание появления слабых мест, создающих усталостные трещины, галтели должны иметь гладкую поверхность. Магна-флюсование коленчатого вала можно использовать для проверки на наличие трещин.

Что вызывает поломку коленчатого вала?

1. Перегрев: Перегрев двигателя может вызвать различные проблемы.Тепло, накопленное в двигателе, увеличивается выше температуры окружающей среды, если двигатель перегревается из-за неисправного радиатора, недостаточной вентиляции или плохой смазки, а пластиковый корпус датчика коленчатого вала трескается или плавится. В этом случае автомобиль не заведется. По этой причине датчик не может передавать данные с коленчатого вала на компьютер.
2. Жгут проводов Неисправность : Загрязнение, мусор, масло или ослабленная проводка в жгуте проводов могут, среди прочего, вызвать такие проблемы, как петля, заземление или несоответствующее напряжение.Эти проблемы могут вызвать проблемы с электропроводкой и привести к выходу из строя коленчатого вала. Поскольку грязь, масло или ослабленная проводка могут привести к износу жгута проводов, вызвать перебои в подаче напряжения или вызвать износ самой проводки. Это может привести к повторному отказу датчика.
3. Неисправность ремня ГРМ: Из-за регулярного износа или столкновения ремень ГРМ может быть поврежден. Этот загрязненный ремень ГРМ обвивается вокруг кривошипа, вызывая повреждение множества мелких компонентов.Датчик положения коленчатого вала может быть поврежден в результате повреждения ремня ГРМ. В результате этого могут быть повреждены датчик и жгут проводов.

Датчик положения коленчатого вала

Датчик коленчатого вала представляет собой электрическое устройство, которое контролирует положение или скорость вращения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания, как бензиновом, так и дизельном.

Системы управления двигателем используют эту информацию для управления впрыском топлива, синхронизацией системы зажигания и другими характеристиками двигателя.На бензиновых двигателях распределитель нужно было вручную установить на метку времени, прежде чем стали доступны электронные датчики кривошипа.

Что делает датчик положения коленчатого вала?

Основной функцией датчика положения коленчатого вала является определение положения кривошипа и/или скорости вращения (об/мин). Информация, отправляемая датчиком, используется блоками управления двигателем для управления такими факторами, как зажигание и время впрыска топлива.

Датчик коленвала можно использовать вместе с датчиком положения распределительного вала для контроля соотношения поршень-клапан двигателя, что особенно важно в двигателях с изменяемыми фазами газораспределения.

Признаки неисправности датчика положения коленчатого вала?

Наиболее распространенные признаки неисправности датчика положения коленчатого вала :

• Из-за чрезмерного износа шатунных вкладышей и коренной шейки коленчатого вала двигатель начинает стучать.
• Из-за повреждения коленчатого вала двигатель может производить сильный шум.
• Из-за заклинивания двигатель автомобиля может не запуститься.
• Глохнущий двигатель и обратное срабатывание: при выходе из строя датчика положения коленчатого вала (CKP) двигатель глохнет и дает обратный эффект.Отказ датчика CKP может привести к резкому останову двигателя после запуска без каких-либо проблем.
• Чрезмерная вибрация двигателя: чтобы гарантировать стабильную выходную мощность, датчик положения коленчатого вала отслеживает и ограничивает вибрацию, создаваемую двигателем автомобиля. Чрезмерная вибрация двигателя вашего автомобиля может быть признаком повреждения коленчатого вала.
• Пропуски зажигания в цилиндре происходят, когда датчик CKP неисправен и PCM не получает все необходимые данные для подачи искры в правильную камеру сгорания.В результате цилиндр выходит из строя, и двигатель теряет мощность.

Причины, которые могут привести к поломке коленвала?

• Гидравлический удар, неравномерное сгорание и другие факторы могут привести к поломке коленчатого вала.
• Повреждение коленчатого вала также может быть вызвано дефектным материалом вала.
• Внезапная остановка двигателя, вызванная разболтанным противовесом, а также выходом из строя коробки передач и т.п.
• До ремонта вал имеет механические повреждения.
• Из-за выхода из строя сцепления, неисправного маховика или повреждения виброгасителя происходит ненужное вращение и вибрация.
• Недостаточно доработаны подшипники коленчатого вала.
• Износ материала в результате предыдущего отказа подшипников и отжига подшипниковых шеек, среди прочего.
• В результате раннего выхода подшипника из строя или некачественного ремонта шейка подшипника стала мягкой (например, из-за ненужной переточки).
• Ввод двигателя в эксплуатацию не соответствовал рекомендациям производителя.
• Был использован неподходящий вкладыш подшипника.
• Использованы старые болты головки подшипника или неправильный момент затяжки.
• Поскольку масляная система предварительно не заполнена и не сжата, при вводе в эксплуатацию недостаточно смазки.
• Крышки шатуна/коренного подшипника были перепутаны или установлены криво.
• Размер отверстия картерного подшипника внутри коленчатого вала не проверялся и не восстанавливался после его повреждения.
• Масляный фильтр, моторное масло и масляный радиатор не были заменены, когда они должны были быть заменены.
• Стружка, оставшаяся в масляном контуре двигателя, может привести к растрескиванию коленчатого вала при повреждении подшипника.

Как увеличить срок службы коленчатого вала?

Каждая деталь двигателя нуждается в надлежащем и регулярном обслуживании. Ниже приведены определенные методы, которым можно следовать, чтобы увеличить срок службы коленчатого вала:

• Подшипники двигателя необходимо правильно обслуживать.
• Правильная смазка различных частей коленчатого вала.
• Убедитесь, что моторное масло не смешивается с топливом или охлаждающей жидкостью.
• В соответствии с инструкциями производителя заправьте двигатель достаточным количеством масла.
• Не используйте масло, содержащее грязь или другие загрязнители.
• Убедитесь, что двигатель не перегревается.
• Техническое обслуживание и проверка двигателя на регулярной основе.
• Используйте коленчатый вал, изготовленный из хороших высококачественных материалов.
• Регулярно меняйте масляный фильтр, моторное масло и масляный радиатор.
• Перед установкой вала убедитесь, что он в хорошем состоянии.
• Предотвращает механическую перегрузку коленчатого вала из-за гидравлического удара, неравномерного сгорания и других факторов.

Какие причины приводят к прогибу коленчатого вала?

Коленчатый вал должен выдерживать огромные нагрузки, которые иногда могут привести к его прогибу. Это причины, которые могут привести к прогибу коленчатого вала :

• Возвратно-поступательное движение поршня внутри камеры сгорания.
• Из-за искривления и кручения коленчатого вала.
• Взрыв или пожар картера
• Из-за рабочего хода. Потому что поршень прикладывает рывковую силу к коленчатому валу после завершения рабочего такта в двигателе, заставляя его вращаться быстрее.
• Заземление корабля

Поломка коленчатого вала

Первым фактором здесь является Усталость. Это означает, что материал может разрушиться в результате многократного нагружения. Когда коленчатый вал вращается, нагрузки меняются местами, в результате чего вал слегка изгибается. Это похоже на то, как вы можете сломать вешалку или проволоку, просто согнув ее на четверть, а то и дюжину раз.

Коленчатый вал имеет значительно меньший изгиб, поэтому для его поломки требуются миллионы циклов, но режим отказа такой же, как у вешалки.Если подшипник, поддерживающий коленчатый вал, ломается из-за недостатка смазки, смещение отклонения при каждом вращении существенно увеличивается, что повышает вероятность выхода из строя.

Еще одной причиной поломки задней части коленчатого вала является дисбаланс маховика/гидротрансформатора или несоосность трансмиссии. Другой потенциальной причиной является концентратор напряжения (выемка на тонко отшлифованной поверхности) в радиусе рядом с шейкой подшипника. Порез может превратиться в трещину, которая быстро распространяется.

Применение коленчатого вала

• Коленчатый вал управляет движением всех клапанов всасывания, сжатия, воспламенения, расширения и выпуска двигателя внутреннего сгорания в нужное время цикла.
• Вращательное движение, создаваемое шатунами, передается на маховик.
• Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, который затем перемещается к колесам автомобиля.

Часто задаваемые вопросы

Какие бывают типы коленчатых валов?

Ниже приведены типы коленчатого вала:
1. Полностью собранный коленчатый вал
2, Полусобранный коленчатый вал
3. Сварной коленчатый вал
4. Цельный цельный коленчатый вал
5.Кованый коленчатый вал
6. Литой коленчатый вал
7. Заготовка коленчатого вала

Коленчатый вал вращает распределительный вал?

Цепь или зубчатое колесо соединяют коленчатый вал с распределительным валом. Эта зубчатая передача передает действие кривошипа на распределительный вал. Распределительный вал использует вращательное движение, обеспечиваемое коленчатым валом, для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

В каком двигателе нет распределительного вала?

Так как в двухтактных двигателях впуск и выпуск осуществляется через порты.Поэтому им не требуется кулачок для управления клапанами.

На каком механизме работает коленчатый вал?

Что такое кривошипно-шатунный механизм?

Кривошип представляет собой рычаг, установленный под прямым углом к ​​вращающемуся валу и передающий или принимающий вращательное движение на вал.

Какой тип подшипника используется в коленчатом валу

Подшипники скольжения или подшипники скольжения используются в коренных подшипниках и шатунных подшипниках.

Какое соотношение коленвала и распредвала

Распределительный вал соединен с коленчатым валом в соотношении 1:2 через цепь ГРМ и звездочки и, таким образом, совершает одно вращение на каждые два оборота коленчатого вала.Его работа заключается в том, чтобы держать впускные и выпускные клапаны открытыми в нужное время, пока поршень совершает четыре такта.

Ознакомьтесь с другими важными темами

Двигатель внутреннего сгорания

Электрика

Важные PDF-файлы

Котлы

Морской экзамен Synergy

Морская арка

Вопросы для интервью

Разница между

Типы насосов

Типы клапанов

МЭО Класс 4

Вспомогательные машины

Дом

.