Коленвал фото: Коленвал как один из важнейших узлов двигателя автомобиля + видео » АвтоНоватор

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.

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.

 

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

как выглядит, из чего состоит, для чего нужен, неисправности

Сделай репост и информация будет всегда под рукой ✅

Коленвал или коленчатый вал – это стальная деталь, которая помогает преобразовывать тепловую энергию сгораемого горючего в механическую, которая нужна для вращения колёс. Простыми словами — коленвал похож на сильно изогнутую стальную железяку в виде вала. Основные детали вала — шатунные шейки, соединённых с коленной шейкой.

Вот как выглядит коленвал

Коленчатый вал относится к кривошипно-шатунному механизму (КШМ). Вал устанавливают прямо под блоком цилиндров.

Коленвал – важная деталь любой машины, имеющая определённую форму. Она зависит от модели мотора. При движении автомобиля элемент будет как бы притираться к двигателю. При диагностике и ремонте коленвала мотористы всегда смотрят, как ходят трущиеся элементы и по издаваемому звуку могут определить проблему. Что держит коленвал в двигателе, зависит от типа машины.

В статье расскажу всё про коленвал – что это такое, как выглядит, как устроен этот механизм, его назначение, поломки и пути их устранения. Обещаю, вам понравится!

Что такое коленвал

Коленвалом называют такую деталь (либо узел деталей, если вал составной), которая работает за счёт работы элементов поршневой группы.

Вал передаёт крутящий момент на маховик, вращающий шестерни трансмиссии.

Затем механическая энергия передаётся на полуоси ведущей пары колёс (передней, задней или обеих сразу). Автомобиль начинает своё движение. По внешней форме коленвал напоминает поднятие и опускание колена.

Коленвал работает как колено

Число деталей вала зависит от количества цилиндров движка, которые соответствуют их форме и размещению. Коренные шейки подсоединяются к поршням благодаря шатунам. Они обеспечивают вращательно-поступательное движение, приводящее коленвал в действие. Устройство обеспечивает пуск мотора автомобиля.

Коленчатый вал передаёт крутящий момент на маховик, а он передаёт вращение на шестерни трансмиссии. Затем крутящий момент переходит на оси и колёса начинают своё движение. Машина начинает двигаться.

Деталь всегда устанавливается с поправкой на число и место расположения цилиндров мотора, порядка и работы, такта, обеспечиваемых цилиндропоршневой группой. От влияния перечисленных факторов, коленчатый вал содержит разное число шатунных шеек. В отдельных моделях на элемент влияет сразу несколько шатунов. Это обеспечивается в ДВС с V-образным строением.

Внимание! Какая деталь соединяет коленчатый вал двигателя с поршнем? Это палец, который при помощи шатуна соединяется с шейкой.

Основная задача производителя – изготовить деталь так, чтобы при вращении на больших оборотах не было вибраций или они бы минимизировались. От числа шатунов и порядка появления вспышек, в коленвалах могут быть противовесы, но есть модели и без этого элемента.

Виды коленвалов:

1. Полноопорные. Здесь коренные шейки располагаются по обе стороны от шатунной. Количество коренных шеек увеличивается на единицу при их сравнении с шатунами. Это связано с тем, что по бокам каждой шатунной шейки располагаются опоры, выступающие основной осью кривошипно-шатунного механизма. Такая система считается самой распространённой, потому что позволяет изготовителю применять облегчённый вариант. Такое условие обеспечивает непосредственное действие на КПД.
2. Неполноопорные. В этом случае коренные шейки находятся с одной стороны. Детали производят из высокопрочных сплавов и металлов, что предупреждает поломку и деформацию в результате эксплуатации. Недостатком в том, что конструктивный элемент системы значительно увеличивает массу вала. Такое тип вала признан устаревшим, они применялось в машинах с ДВС в 20-м веке в низкооборотных двигателях.

В настоящее время популярны полноопорные типы. Производители ведущих марок машин ценят их за лёгкость и высокую надёжность, потому компоненты широко применяются в современных ДВС. Теперь понятно, что такое коленвал в автомобиле, но стоит понять, для чего он нужен.

Для справки! Кто изобрёл важный элемент двигателя? Это был арабский учёный Исмаил ибн аль-Раззаз аль-Джазари, который жил в Турции в 12 веке. Его ещё называют как Да Винчи исламского мира, потому что он описал конструкцию почти пятидесяти механизмов, таких как человекоподобные роботы, водяные часы, музыкальные аппараты, фонтаны, клапанные насосы и кодовые замки.

Коленвал для 8-цилиндрового мотора Renault Nervastella 1930—1936 годов

Коленвал изготавливается:

• Для недорогих машин – из легированной стали или из чугунного сплава.
• Для мощных и дорогих автомобилей — из углеродистой стали с высоким показателем износостойкости.

Отмечу, что на дизельные моторы ставят очень прочные коленчатые валы. Это связано с тем, что этот механизм работает постоянно с очень высокой нагрузкой. Дополнительно коленвал закаляется высокочастотным током.

Внимание! Коленвал производят из легированной или углеродистой стали, модифицированного чугуна при использовании методики штамповки и литья.

А где находится в машине коленвал? В автомобилях со стандартным мотором коленвал стоит в нижней части мотора, в а оппозитном двигателе – в его центральной его части. Снизу вал защищён картером. На чём держится коленвал? Он закреплён в подшипниках, они не дают сместиться валу. Дополнительно могут применяться дополнительные упоры.

Интересно, что кроме массовых валов, выпускаются и спортивные механизмы, которые обеспечивают более быстрое движение поршней в крайней точке сжатия благодаря вытянутой форме шатунных шеек. Из-за этого характеристики мотора меняют своё значение.

Некоторые автолюбители говорят о том, что маркировка коленчатого вала может дать информацию об особенностях этой детали. Но эти данные лишь её номер и не более, с его помощью проще подбирать запчасти.

Назначение

Главная цель коленчатого вала – преобразование вращательно-поступательных перемещений поршней двигателя внутреннего сгорания в крутящий момент, передаваемый трансмиссией на колёса автомобиля. Главная функция коленвала – превращение поступательного движения во вращательное.

Основной технической характеристикой коленчатого вала цепочки является радиус кривошипа. Это расстояние от осей коренных шеек к шатунным. Коренных шеек выступающих в роли опор, обычно бывает 4, но бывает, встречаются и три. В 6-цилиндровом ДВС коренных шеек целых семь.

Удвоенный радиус представляет собой длину движения поршня, определяющую объем цилиндров. При изменении величины радиуса кривошипа и стабильном диаметре цилиндра, изменится объем последнего. Такую зависимость мотористы часто используют для проведения регулировки, когда надо изменить технические характеристики движка в каком-либо определённом направлении.

Конструктивно коленвал соединяет коренные и шатунные шейки благодаря так называемым «щёкам». Шатунные шейки имеют меньший диаметр, чем у коренных. У щеки есть продолжение, которое является противовесом. Благодаря ему шатунный и поршневой вес находятся в балансе, и силовой агрегат работает без рывков. Оба конца механизма уплотнены во избежание потери смазочной жидкости.

При установлении соотношения длины хода поршня и диаметра цилиндра, мотор можно сделать длинноходным или короткоходным. Последний вариант повышает мощность за счёт прироста числа оборотов. Длинноходные варианты признаны экономичными. Они обеспечивают повышенный крутящий момент при небольших оборотах.

Внимание! Изменение параметров коленчатого вала от исходных (заданных производителем) приводит к полной перемене всех параметров мотора. Это может отразиться на работе целостной системы.

Схема — из чего состоит

Коленчатый вал размещается в нижней части автомобильного мотора под масляным картером. Этот конструктивный и функциональный элемент имеет своё строение. Части коленвала:

• коренная шейка – это опорная часть механизма, так называемая ось вращения. Эта деталь находится в подшипнике, который в свою очередь встраивается в картер двигателя;
• шатунные шейки – это колено коленчатого вала, упоры для шатунов. Они при работе коленвала смещаются по отношению к оси по траектории в форме круга;
• носок коленчатого вала – это выходная часть коленвала, на ней зафиксирован шкив или зубчатое колесо привода газораспределительного механизма (ГРМ), а также дополнительных механизмов. Носок передают энергию приводу ГРМ;
• щека коленчатого вала – обеспечивает соединение шатунных шеек с коренными. Они имеют защитную функцию и не дают коленвалу выйти из строя при самых максимальных нагрузках;
• фланец;
• упорные полукольца;
• вкладыши;
• шестерня;
• шкив;
• противовесы – обеспечивает сохранение баланса во время возвратно-поступательных движений элементов поршневой группы и нейтрализует нагрузку центробежной силы. Помогают уравновесить вес поршней и шатунов;
• хвостовик коленчатого вала – задняя часть механизма, к которому прикреплён маховик. Он приводит в движение шестерни коробки передач.

Полная схема коленвала

В конструкции коленвал имеется кривошип коленвала. Это узел, в который входит 1 шатунная шейка и 2 щеки. Отмечу, что раньше кривошипы были в сборе. Сейчас применяют только цельные коленчатые валы.

Ось коленвала выглядит в форме коренной шейки. Шатунные шейки всегда попеременно смещаются в противоположную сторону друг от друга. Внутри элементов есть отверстия, через которые моторное масло передаётся на подшипники. Кривошип представлен в формате отдельного узла, включающего две щеки и шатунную шейку.

Раньше в машины устанавливали исключительно сборные конструкции кривошипа. Сейчас все двигатели оснащаются цельными элементами. Их производят из стали высокой прочности при помощи ковки. Далее они проходят тщательную обработку на токарных станках. Более дорогие разновидности производятся из чугуна с помощью литья.

Заднюю и переднюю часть коленчатого вала уплотняют сальниками, обеспечивающими защиту от протекания масла. Выпускающие части маховиков могут выходить за пределы блоков цилиндров.

Фото сальника в коленвале

Вращение всех деталей вала создают подшипники скольжения. Они представлены в форме тонких стальных пластов (по-другому их называют вкладыши) с тонким слоем смазки. Для профилактики осевого смещения используется упорный подшипник, который располагается на коренной крайней или средней шейке. Теперь вы назовёте составляющие коленчатого вала без труда.

Подшипник коленвала HONDA

Отмечу, что для 4-цилиндровых моторов (применяют на большинстве серийных автомобилей) применяют плоский коленвал, когда щёки с шейками располагаются в одной плоскости. Это особенно заметно, когда смотришь на вал в «фас». Перейдём к описанию принципа работы коленвала.

Как работает коленчатый вал двигателя?

Несмотря на сложное строение, принцип работы устройства очень простой. Работа этого механизма схожа с работой педалей обычного велосипеда. Только в двигателях автомобилей применяется больше шатунов.

Поршни в моторе двигаются неравномерно. Когда одни поршни спускаются вниз, другие поднимаются вверх. Это увеличивает плавность хода и стабильность нагрузки. Коленвал как бы сдерживает движение поршней и заставляет их вернуться в прежнее положение, чтобы топливно-воздушная смесь смогла сжаться.

Вот как работает коленвал:

1. В камере внутреннего сгорания происходит процесс сгорания поступающего внутрь горючего с выделением газов. При расширении они оказывают давление на поршни,
2. Поршень выталкивается и производит поступательное действие.
3. Элементы передают механическую энергию за счёт сообщения с поршнями, соединёнными посредством втулки.
4. Шатун соединяется с шейкой коленвала и подшипником, потому каждое поступательное поршневое движение преобразуется во вращение вала.
5. После того как случается поворот на 180 градусов, шатунная шейка следует в обратном направлении и происходит возвратное движение поршня.
6. Циклы непрерывно повторяются.
7. Вращательная энергия заставляет колёса автомобиля двигаться.

Посмотрите хорошее и понятное видео про коленвал:

Неисправности и их решение

Из чего сделан коленвал? Для его изготовления применяют металлы и сплавы повышенной прочности. Казалось бы, риск поломки исключён или минимален, но это не совсем так. Со временем из-за постоянных экстремальных нагрузок появляется износ, и даже стальной элемент способен выйти из строя.

Деталь постоянно сталкивается с механическими нагрузками от поршневой группы, поступающее давление измеряется в нескольких тоннах. Добавляет нагрузку инерционные силы в элементах коленвала. Помимо этого, при работе двигателя внутреннего сгорания температура коленвала стремительно возрастает и достигает нескольких сотен градусов.

Если вовремя обслуживать автомобиль, то коленчатый вал может без поломок прослужить до 300 тыс. км пробега. Ну а если на станцию техобслуживания ездить редко, то могут возникнуть разные неисправности. Какие основные неисправности коленчатого вала и как их исправить?

Задиры шатунных шеек кривошипа

Износ шатунной шейки встречается довольно часто потому что именно в области данного узла образуется максимальная сила трения при наибольшем давлении. Под воздействием перечисленных условий, в местах приложения нагрузки образуются выработки, создающие препятствия для естественного и свободного хода подшипника. Коленвал может неравномерно прогреваться после пуска мотора и в результате деформироваться.

Внимание! Рассматривать такую проблему как незначительную – не следует, потому что повышается уровень вибрации внутри мотора. Сам механизм набирает температуру, происходит его стремительное разрушение по цепочке (расплавляются вкладыши) и в итоге может пострадать двигатель авто.

Убрать проблему поможет моторист, умеющий делать качественную шлифовку шатунных шеек. Процедура приведёт к существенному уменьшению их диаметра. Для получения одномерности всех кривошипов, манипуляцию выполняют на качественных токарных станках, поскольку точность требуется для размеров меньше, чем 1 мм. Экономить не следует, элемент следует доверять только профессионалу, а не обращаться к сомнительным мотористам.

Задиры на шейке коленвала

После устранения основной проблемы диаметр технических зазоров детали заметно увеличится. После обработки на них стоит установить специальный вкладыш, призванный заполнить пустующее пространство.

Опытные автовладельцы знают – чтобы минимизировать вероятность появления проблемы, стоит постоянно контролировать уровень масла в баке и доливать его время от времени. Если смазки будет недостаточно, задиры появятся с большой вероятностью. Также мотористы рекомендуют смотреть на качество купленной смазки. Ездить на дешёвом или старом загустевшем масле – опасно, ремонт автомобиля потом может стоить гораздо дороже, чем стоимость важного расходника. Дополнительно может выйти из строя масляный насос.

Срез шпонки кривошипа

Что крутит коленвал и за что отвечает этот элемент, становится понятно при обнаружении этой проблемы. Именно шпонка механизма делает возможной передачу крутящего момента с вала на приводной шкив. Оба компонента имеют собственные пазы, в которых заключается специальный клин. При использовании материалов низкого качества в производстве, деталь обрезается. Это случается при заклинивании мотора. Ситуация – редкая.

Когда пазы шкива и КМН целы, можно сменить шпонку. В старых двигателях, манипуляция не даст результатов из-за образования большого люфта при соединении. Примитивный коленчатый вал не сможет работать как надо, потому ремонтники чаще всего советуют сразу менять детали на новые.

Износ отверстий фланца

На хвостике коленчатого вала крепится фланец с несколькими отверстиями, предназначенными для присоединения маховика. Со временем именно они разбиваются. Такое состояние называют износом усталости.

При работе элемента при больших нагрузках на металле образуются незаметные трещины, которые могут быть одиночными или групповыми. Последние чаще всего возникают в местах углубления детали.

Неисправность устраняется при рассверливании отверстий в результате установки болтов большего диаметра. Манипуляцию производят как с маховиками, так и с фланцами.

Течь из-под сальника

На коренных шейках вала есть два сальника. Они находятся с разных сторон. Основная цель элемента – предупредить протекание масла из-под подшипников. При попадании смазки на приводные ремни газораспределительного механизма их ресурс снижается, масло может разъесть резину. Это повышает расход горючего и масла, снижается управляемость автомобиля. А в итоге можно «попасть» на очень дорогой ремонт двигателя. Основные причины появления течи:

• вибрации вала – происходит преждевременный износ внутренней части элемента из-за его неплотного прилегания к шейке;
• длительное нахождение машины на улице зимой – сальник просто пересыхает, утрачивает собственную эластичность, дубеет от мороза;
• плохое качество детали – бюджетный элемент всегда имеет пониженный рабочий ресурс;
• попадание газов в картер, либо отсутствие вентиляции этой детали. Повышенное давление заставит протечь даже новенький сальник;
• неточности при установке – монтаж не должен производиться набивным методом с использованием молотка, чтобы деталь работала полноценно, для её монтажа надо применять специальную оправку.

Текущий сальник коленвала

На что влияет сальник понятно. Это прокладка, являющаяся расходником. Чаще всего происходит одновременный износ обеих элементов. Если произошёл износ одного, все равно лучше менять весь комплект. Износ следует проверять после пробега в 100-200 тыс. км.

Неисправность датчика коленвала

Это важный элемент цепочки, размещаемый на самом двигателе, он обеспечивает синхронную работу инжектора и зажигания. При возникновении неисправности, пуск мотора будет невозможным.

Электромагнитный датчик считывает много данных, которые передаются в бортовой компьютер, а он их регулирует. Главными данными являются впрыск горючего и зажигание. Пока импульс не поступит, бортовой компьютер не отдаст команду на выполнение.

Что указывает на проблемы с датчиком? Ухудшение запуска двигателя, у него нестабильная мощность, а также он может внезапно заглохнуть. На приборной панели горит надпись Check Engine.

Ремонт элемента невозможен, проблема устраняется только при помощи замены. Важно суметь подобрать правильную модель для установки на двигатель определённого типа, иначе мотор будет работать неправильно. При несоблюдении этого параметра, положение коленвала может не соответствовать действительности. ДВС не будет работать полноценно, это может привести к преждевременному износу отдельных элементов цепи.

Ответы на популярные вопросы

Определённые вопросы, связанные с элементом автомобиля, в том числе с коленвалом, владельцы задают чаще других. Чтобы не искать подобные сведения в разных источниках, вниманию читателя представлен блок с ответами.

Чем отличается поршень от коленвала

Поршень двигателя выглядит в форме детали цилиндрической формы. Он совершает вращательно-поступательные движения внутри цилиндра и служит для преобразования изменения показателей давления газа, жидкости и пара в механическую работу. Изначально элемент производится из высокопрочного чугуна, но потом технологию переработали и решили применять алюминий. Если понять, какую работу выполняет поршень, ясно, чем он отличается от коленчатого вала.

Этот конструктивный и функциональный элемент обеспечивает передачу механических усилий на шатун, контролирует герметизацию камеры внутреннего сгорания и способствует своевременному отводу избытка тепловой энергии. Слаженная работа поршней двигателя с коленчатым валом важна при эксплуатации машины в сложных условиях.

Сколько весит коленвал

Вес коленвалов зависит от модели двигателя. Представить среднюю цифру очень сложно, потому целесообразно назвать массу элементов взятых с отдельных моделей машин:

• ВАЗ 2112 – 12 кг 780 г;
• ВАЗ 2108 – 10 кг 980 г;
• LADA Priora и Калина – 10 кг 920 г.

Вес коленвала Тойота Королла

Эта информация позволяет сделать вывод о том, что в среднем вес коленвала находится в диапазоне 10-14 кг. Масса элемента используемого на двигателях грузового авто выше, более 18 кг.

Зачем нужен коленвал для проверки блока цилиндров

Сборку элементов шатунно-поршневой группы специалист начинает с проверки блока цилиндров. Связано это с тем, что именно он является основой всего двигателя, на нём находятся ключевые элементы, детали и узлы. Идеальный по геометрическим правилам цилиндр будет изнашиваться с увеличенной скоростью. Для проверки целостности системы, цилиндр перпендикулярно прикрепляют к оси постелей коленчатого вала. После этого оценивают величину пропуска.

Чем прикручивается коленвал к блоку цилиндров?

Перед установкой коленвала в блок вкладыши и коренные шейки смазываются маслом, желательно тем, которое применяется в данном двигателе. Упорные полукольца ставятся так, чтобы почти не было люфта. Далее болты крепления крышек коренных подшипников слегка затягиваются с правого ряда цилиндров мотора, а затем с левого. Затем болты закручиваются с более высоким усилием.

В каких подшипниках вращается коленчатый вал

Важнейшей деталью в двигателе является коренной подшипник. Он представлен в форме небольшого полукольца средней жёсткости со специальным покрытием. При долгой эксплуатации элемент изнашивается. По сути – это подшипник скольжения, обеспечивающий возможность вращения самого коленвала, которое происходит при сгорании топливной массы внутри камеры.

Сколько коленвалов в двигателе

Коленвал у автомобиля всегда один. Взаимодействие с коробкой двигателя обеспечивается за счёт разных узлов сцепления. Они могут быть механическими и автоматическими.

Почему коленчатый вал называется коленчатым

Действительно, связь названия элемента с человеческой анатомией волнует многих. Но, наименование объяснить довольно легко. Слово произошло от «голенастый». Те самые голени выступают в качестве шатунов и плотно сидят на шарнирах. Так произошло название «коленчастый», а потом его упростили.

Как делается коленвал

Заготовки коленчатого вала получают за счёт применения метода свободной ковки, штамповки и отливки. Из-за сложности конфигурации, полученные заготовки на этом этапе лишь отдалённо напоминают окончательные формы. Далее при обработке удаляется большая часть металла. После ковки заготовки подвергают полноценной термической обработке. Она необходима для улучшения структуры металла, устраняет напряжение и упрощает его дальнейшую черновую обработку. Для обычных автомобилей деталь отливается из чугуна, для мощных и быстрых машин – из кованой стали, а в самых дорогих коленвал вытачивают из цельного куска стали.

Рекомендую посмотреть интересное видео, как в Германии изготавливают коленвалы:

Что одевается на коленвал

Для избежания течи масла при замене сальника мотористы пользуются ремонтными втулками. Это детали в форме гладких тонкостенных гильз, которые одеваются на коленвал и восстанавливает поверхность под сальник.

Коленчатый вал – важная деталь, обеспечивающая работу двигателя машины, без его правильного функционирования, движение невозможно. Конструкция вала разная, зависит от марки мотора. По сути, коленвал это стальной элемент, содержащий множество шатунных шеек, сообщающихся друг с другом при помощи коленной шейки.

Количество элементов конструкции определяется в зависимости от числа цилиндров двигателя в соответствии с их формой и размещением под капотом автомобиля. Шейки соединены между собой при помощи шатунов, обеспечивающих поступательно-вращательное движение для пуска мотора. Устройство может выйти из строя, в таких случаях необходима его регулировка.

И напоследок видео про двухтонный коленвал, который крутится одной рукой:

Сделай репост и информация будет всегда под рукой ✅

повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Что делать, если коленвал неисправен?

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

 

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

 

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

 

Дефект коленчатого вала: причины и симптомы

 

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

 

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

 

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

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

 

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

 

 

 

 

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

 

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

 

• чистка каналов

• замена подшипников

 

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

 

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

 

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

 

Структура и функция коленчатого вала

 

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

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

 

Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки

 

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

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

 

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

 

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

 

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

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

 

Смотрите также: Почему двигатели автомобилей не плавятся?

 

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

Коленчатый вал и его назначение

Подробно рассмотрим принцип работы коленчатого вала.

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

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

Схема коленчатого вала.

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

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

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

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

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

Схема системы смазки.

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

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

Что такое коленчатый вал (коленвал) видео, лекция:

Графическое видео о процессе работы коленвала:

Как изготавливают коленчатый вал (видео):

Коленчатый вал двигателя (коленвал): работа, устройство, вращение

Коленчатый вал или, как часто говорят автомобилисты, «коленвал» – это одна из самых значительных (и не только по размеру) и ответственных деталей современного двигателя. Он располагается в нижней части блока цилиндров, снизу его закрывает картер – поддон двигателя, заполненный моторным маслом.

Как выглядит

Как видно на фото, этот элемент имеет довольно сложную форму. Его основными составными частями являются:

• коренные шейки;
• шатунные шейки;
• щеки;
• противовесы.

Коренные (опорные) шейки служат для опоры коленвала в так называемых «постелях». В них крепятся не смещающиеся в процессе работы подшипники, обеспечивающие вращение. Поскольку на коренные шейки приходятся более значительные нагрузки, их диаметр больше, чем у шатунных.

Шатунные шейки (колена) – это опорные поверхности шатунов. С учетом порядка работы цилиндров колена смещаются относительно оси вращения на определенные углы.

Если коленчатый вал сконструирован так, что по обе стороны от каждой шатунной шейки находятся опорные, то он называется полноопорным, в противном случае – неполноопорным. В современных автомобильных двигателях наибольшее распространение имеют именно полноопорные коленвалы.

Колена соединены между собой щеками. Противовесы, являющиеся продолжениями щек в сторону противоположную колену, уравновешивают центробежные силы, возникающие при вращении. Внутри коленвала имеется масляные каналы, при помощи которых происходит смазка шатунных шеек.

Из каких материалов и как изготавливается

Материал и технология производства зависят от класса и назначения автомобиля:

1. Для стандартных серийных автомобилей коленчатый вал отливается из чугуна, этим достигается минимальная себестоимость производства.
2. Коленвал более мощных и спортивных машин кованый и изготовлен из стали. По сравнению с чугунным он обладает улучшенными характеристиками по таким параметрам, как габариты, вес и прочность.
3. Самый дорогостоящий вариант, использующийся в люксовых моделях, – коленчатый вал, выточенный из цельного куска стали.

Место перехода щек в шейки является самым нагруженным, так как здесь концентрируются максимальные напряжения. Для того чтобы разгрузить соединение, его выполняют с полукруглым переходом (галтелью). Как правило, галтели делают двойными с промежуточным технологическим пояском. Такое конструктивное решение позволяет сохранить максимальное значение активной площади шеек – поверхности, находящей под вкладышами.

Как раз по причине возникновения высоких нагрузок в соединениях, не нашел широкого применения коленчатый вал составной конструкции, в котором отдельные части соединены между собой крепежом.

Для чего необходим

При помощи кривошипно-шатунного механизма двигателя возвратно-поступательное движение поршней цилиндров двигателя переходит во вращательное движение и передается через трансмиссию к колесам автомобиля. Коленчатый вал как раз и нужен для того чтобы выполнить такое превращение. При работе каждый из поршней четырехтактного двигателя постоянно находится в одном из тактов:

• впуск;
• сжатие;
• рабочий ход;
• выпуск.

В фазе рабочего хода поршень толкает связанный с ним шатун, а тот, в свою очередь, смещает коленчатый вал. Так реализуется вращение. Следующий по порядку работы цилиндров двигателя поршень в это время сжимает горючую смесь и после ее воспламенения толкает свой шатун, в результате чего коленчатый вал непрерывно вращается.

Маховик

К заднему, если смотреть со стороны расположения ремней/цепей механизма газораспределения, концу коленвала через фланец при помощи болтов крепится маховик – массивный чугунный диск с напрессованным зубчатым венцом (см. фото). Для того чтобы маховик не смещался и не нарушалась балансировка, предусмотрены центровочные штифты или специальные болты, расположенные несимметрично. Для предотвращения утечек масла на фланец маховика устанавливается дополнительное уплотнение (сальник).

Маховик накапливает энергию, необходимую для поддержания равномерного вращения в промежутках между воспламенениями горючей смеси в цилиндрах и выводит поршни из мертвых точек (крайних верхних и нижних положений поршня в цилиндре). Зубчатый венец маховика связан с шестерней стартера. При пуске двигателя маховик проворачивается стартером, придавая валу начальное вращение. Наконец, именно через маховик на узлы и агрегаты трансмиссии передается вращательное движение.

Обычно для контроля правильности установки фаз газораспределения на маховике имеются метки, указывающие положение первого поршня в верхней мертвой точке.

Носок

В передней части коленвала, называемой «носком», устанавливается шкив или шестерня привода газораспределительного механизма, элементов системы охлаждения и других агрегатов (см. фото). Носок уплотняется кольцевой манжетой (сальником). Кроме того, с внешней стороны носка в крышке двигателя устанавливается пылеотражатель, препятствующий проникновению загрязнений в картер.

Коленчатый вал — что это такое

Коленчатый вал – это одна из самых важных деталей любого двигателя. Она строго индивидуальна для каждой модели автомобиля и в процессе работы притирается к конкретному двигателю.

1. Что такое коленчатый вал, его основные задачи?

Коленчатый вал (коленвал) – это главный элемент двигателя автомобиля, являющийся частью кривошипно-шатунного механизма, который преобразует энергию сгорающих в цилиндрах двигателя газов в механическую энергию.

Главная задача коленчатого вала – преобразовать возвратно-поступательные движения поршней двигателя в крутящий момент, который через трансмиссию передаётся на колёса автомобиля. Одной из основных технических характеристик коленчатого вала, как и всего двигателя, является радиус кривошипа. Это расстояние от осей коренных шеек (шейки, в которых вращается коленвал в цилиндровом блоке) к осям шатунных шеек (шейки, которые вращаются внутри большой головки шатуна). Удвоенный радиус кривошипа являет собой длину хода поршня, которая определяет объём цилиндров. Если изменить длину радиуса кривошипа при неизменном диаметре цилиндра, это приведёт к изменению объёма цилиндров. Эту зависимость часто используют, чтобы менять технические характеристики всего двигателя в определённом направлении.

Подбирая соотношение длины хода поршня и диаметра цилиндра, двигатель можно сделать длиноходным (ход поршня превышает диаметр цилиндра) или короткоходным (диаметр цилиндра больше, чем ход поршня). Короткоходные двигатели дают возможность повысить мощность за счёт увеличения скорости вращения. А длиноходные двигатели более экономичны и обеспечивают высокий крутящий момент на низких оборотах.

При изменении параметров коленчатого вала происходит изменение всех параметров двигателя, поэтому нужно быть предельно осторожным, тюнингуя свой автомобиль, так как технические характеристики часто меняются не в лучшую сторону.

2. Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.

Когда двигатель работает, на коленчатый вал действую сильные нагрузки. Его надёжность определяется конструкцией и материалом, из которого он изготовлен. Этот элемент двигателя, как правило, имеет цельную структуру. А потому материалы для него должны быть максимально прочными, потому что от прочности коленчатого вала будет зависеть работа всей системы.

В качестве материалов для изготовления коленвалов используют углеродистую и легированную сталь либо чугун высокой прочности. Коленвал можно изготовить методом литья, методом ковки из стали или методом точения. Заготовки получают способом горячей штамповки или способом литья. Очень важно, как расположены волокна материалов в заготовках. Чтобы не допустить их перерезания в дальнейшей обработке, применяются гибочные ручьи. Когда заготовка готова, её дополнительно обрабатывают под высокой температурой и очищают от окалины (дробомётной машиной или методом травления).

Материал и способ производства коленвала подбирается в зависимости от типа и класса автомобиля.

1. В серийных моделях коленвал производят из чугуна методом литья. Это даёт возможность уменьшить себестоимость производства и уложиться в указанные расчёты.

2. Более дорогие спортивные модели оснащают кованным стальным коленвалом. Подобные детали имеют множество преимуществ над литыми по габаритам, весу и прочности, а потому всё чаще применяются в автомобилестроении.

3. Для самых дорогих двигателей коленвал вытачивают из цельного стального куска. При этом значительная часть материала попросту становится отходами.

3. Конструкция коленчатого вала.

Конструкция коленчатого вала определяются количеством цилиндров, их конфигурацией и порядком работы, от чего зависит расположение и количество коренных и шатунных шеек. Например, в двигателях V6 присутствует небольшое угловое смещение шатунных шеек по длине вала. В американской версии двигателя V8 коленвал напоминает крест, а в европейской версии V8 для спортивных автомобилей коленвал плоский. Несмотря на всё это, конструкция разных коленчатых валов очень похожа. Конструктивно коленчатый вал состоит из таких основных элементов:

1. Коренные шейки – опорная шейка, которая находится в коренном подшипнике (располагается в картере двигателя).

2. Шатунные шейки – опорные шейки, которые связывают коленвал с шатунами (в них проходят масленые каналы для смазки) и служат опорой для шатунов.

3. Щёки вала – элемент, который связывает между собой коренные и шатунные шейки.

4. Носок (выходная передняя часть вала) – часть, на которую крепится зубчатое колесо либо шкив отбора мощности, соединяющиеся с газораспределительным механизмом, распределительным валом, гасителем крутильных колебаний, вспомогательными узлами и элементами.

5. Хвостик (выходная задняя часть вала) – часть, которая соединяется с маховиком или шестернёй отбора мощности.

6. Противовесы – элемент коленвала (по сути, продолжение щеки в противоположную сторону от шатунных шеек), который отвечает за разгрузку коренных шеек от сил инерции нижних частей шатунов и неуравновешенных масс кривошипа и обусловливают плавную работу двигателя.

7. Подшипники скольжения – обеспечивают вращение коленчатого вала на опорах. Подшипники являют собой тонкостенные вкладыши, изготовлены из стальной ленты с антифрикционным слоем. Вкладыши фиксируются в опоре выступом, который не позволяет им перекручиваться или за счёт тугой посадки. Наличие смазки обеспечивает простое вращение в подшипниках на протяжении долгого времени.

8. Упорный подшипник скольжение – элемент, который не допускает осевых перемещений коленчатого вала. Он устанавливается на крайнюю коренную шейку или на среднюю коренную шейку. Количество коренных шеек, обычно, превышает количество шатунных на единицу (такой коленвал называют полноопорным) и они имеют больший диаметр.

Коленом называют шатунную шейку, которая располагается между двумя щеками. Положение колен определяется особенностями работы двигателя, положением его цилиндров и должно обеспечивать его уравновешенность, минимальные колебания и минимальные крутильные моменты.

Место перехода шейки к щеке – это самое нагруженное место в конструкции коленвала. Для того, чтобы снизить напряжение на это место, переход делают с галтелью (радиусом закругления). Галтели увеличивают длину вала и для снижения этого значения их углубляют в шейку или щеку. Все коренные и шатунные шейки интегрированы в смазочную систему двигателя. Эти элементы смазываются под давлением. Подвод масла организован к каждой из коренных шеек от общей магистрали в индивидуальном порядке. А к шатунным шейкам масло попадает по каналам в щеках.

4. Обслуживание коленчатого вала.

Коленчатый вал, как и любая деталь автомобиля требует периодического обслуживания. Для этого нужно уметь его снимать и устанавливать обратно.

Снятие коленчатого вала производится в такой последовательности:

1. Демонтируется двигатель из автомобиля, а потом из него снимаются все элементы.

2. Двигатель переворачивается коленвалом к верху. Крышки коренных подшипников отличаются, поэтому необходимо запомнить их положение.

3. Снимаются крышки коренных подшипников.

4. Поднимается коленвал, а заднее уплотнительное кольцо снимается.

5. Снимаются коренные вкладыши с крышек коренных подшипников и блока цилиндров.

После снятия производится проверка коленчатого вала.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

1. Промыть бензином все составляющие и просушить деталь.

2. Тщательно осмотреть коленвал на наличие негативных следов от использования (трещины, сколы, сильный износ). Если же коленвал признан непригодным для дальнейшей эксплуатации, то придётся приобрести новый.

3. Прочистить, промыть и продуть сжатым воздухом все каналы для масла, предварительно открутив пробки.

4. Если на шатунных шейках обнаружены задиры или царапины, то их необходимо отшлифовать и отполировать. После этого опять следует продуть воздухом масляные каналы.

5. Осмотреть вкладыши коренных подшипников. Если на них есть дефекты, то их необходимо заменить на новые.

6. Осмотреть маховик и при обнаружении на нём дефектов, маховик стоит заменить.

7. Осмотреть подшипник носка и, если на нём есть негативные следы эксплуатации, то его нужно выпрессовать и запрессовать новый.

8. Осмотреть сальник, который находится в крышке распределительных звёздочек и при необходимости заменить эту деталь. При большом пробеге автомобиля сальник меняют в обязательном порядке.

9. Сменить и обжать набивку заднего уплотнения коленвала.

10. Проверить резиновые уплотнители, которые расположены в держателе набивки. Если они непригодны для дальнейшего использования, то их нужно заменить.

После проверки коленчатый вал необходимо установить обратно. Установка коленчатого вала производится в обратной последовательности к его снятию. Перед установкой нужно обязательно смазать все шейки и другие элементы коленвала моторным маслом. После установки следует проверить, что коленчатый вал вращается легко и плавно. В противном случае придётся его опять снять и установить заново, добиваясь плавности хода.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Коленчатый вал

Устройство коленчатого вала

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

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

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

Коленвал

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

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

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

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

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

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

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

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

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



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

Материал и изготовление коленчатого вала

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

Коленчатый вал — большая деталь с точностью производства швецарских часов

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

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

Коленчатый вал — x-engineer.org

Коленчатый вал — подвижная часть двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Его основная функция — преобразовывать поступательное движение поршня во вращательное движение. Поршни соединены с коленчатым валом через шатуны. Коленчатый вал установлен внутри блока цилиндров.

Изображение: Кривошипный механизм двигателя (источник: Rheinmetall)

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

Поршни, шатуны и коленчатый вал вместе образуют кривошипно-шатунный механизм .

Вторичная функция коленчатого вала — передача мощности другим системам двигателя:

• фаз газораспределения
• масляный насос
• охлаждающий (водяной) насос
• компрессор кондиционера
• генератор переменного тока и т. Д.

Изображение: ICE Коленчатый вал с коваными противовесами

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

Изображение: Описание коленчатого вала двигателя (источник: Rheinmetall)

1. Сторона управления или сторона привода
2. Противовесы
3. Коренная шейка подшипника
4. Шатунная шейка
5. Сторона маховика / передача усилия
6. Масляный канал

Количество основных шейки и шатунные шейки зависят от количества цилиндров и типа двигателя (V-образный, прямой и т. д.)). Как на главной шейке, так и на шатунных шейках коленчатый вал имеет отверстия для смазки (масляный канал), через которые масло течет при работающем двигателе.

Изображение: Коленчатый вал ДВС с привинченными болтами противовесами

Крутящий момент двигателя не является постоянным, поскольку он создается только тогда, когда каждый поршень находится в цикле расширения. За счет этого на коленчатый вал устанавливается маховик для сглаживания крутящего момента двигателя и уменьшения вибраций.

На V-образном двигателе на одинаковых шатунных шейках установлены два шатуна.Благодаря такому расположению V-образный двигатель с таким же количеством цилиндров более компактен, чем прямой двигатель. Длина двигателя V6 короче, чем длина прямого 6-цилиндрового двигателя (L6).

Изображение: Анимация кривошипного механизма ДВС (щелкните по нему)

Между коленчатым валом и блоком цилиндров, на коренных шейках, установлены подшипники коленчатого вала. Их роль заключается в уменьшении трения за счет слоя антифрикционного материала, который контактирует с опорами блока цилиндров.

Коленчатый вал выпускается двух типов: литой и кованый . Противовесы можно также наделать непосредственно на коленчатый вал или прикрутить (закрепить болтами с резьбой).

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

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Honda использует AM и генеративный дизайн для оптимизации коленчатого вала »3D Printing Media Network

Будьте в курсе всего, что происходит в чудесном мире AM через наше сообщество LinkedIn.

Японский автопроизводитель Honda надеется уменьшить воздействие своих автомобилей на окружающую среду, используя продуманный дизайн и передовые производственные процессы. Например, недавно отдел исследований и разработок автопроизводителя объединился с компанией Autodesk, производящей программное обеспечение, для изменения конструкции и 3D-печати компонента коленчатого вала, чтобы сделать его легче и экономичнее.

В двигателе автомобиля коленчатый вал играет решающую роль, преобразуя колебания поршней во вращательную силу. Чтобы стабильно выполнять свою функцию, деталь должна быть невероятно прочной и устойчивой к износу. По этой и другим причинам конструкция коленчатого вала в основном не менялась на протяжении многих лет, и до сих пор претерпевала небольшие конструктивные изменения.

Хиросуми Тодака, конструктор машинного оборудования и оборудования на текучей среде в Honda R&D

«Коленчатые валы должны удовлетворять множеству функциональных критериев», — пояснил Хиросуми Тодака, конструктор механических и гидравлических машин в Honda R&D.«Например, его форма должна выдерживать давление сгорания, и необходимо поддерживать баланс вращения. Эти факторы и по сей день определяют форму коленчатого вала. За долгую историю развития двигателей вопрос о конструкции коленчатого вала был предрешен. Несмотря на это, мы поставили перед собой непростую задачу — разработать коленчатый вал на 30% легче, чем существующие модели ».

Honda давно знает преимущества использования аддитивного производства и интеллектуального дизайна для оптимизации автомобильных компонентов.На сегодняшний день компания использует эти технологии для обновления ряда компонентов, включая кронштейны ремней безопасности, блоки управления двигателем и рамы мотоциклов. Во всех этих примерах Honda удалось добиться значительного снижения веса.

В этой последней работе компания Honda стремилась применить те же принципы, которые она использовала для этих компонентов, к коленчатому валу. «Требовался новый подход, в котором использовались такие методы, как генеративный дизайн и аддитивное производство», — добавил Тодака. «Нам пришлось отказаться от предвзятых представлений и взглянуть на вещи в новом свете.”

Визуализация коленчатого вала, напечатанного на 3D-принтере (Изображение: Honda R&D)

Чтобы предложить новые возможности дизайна для компонента коленчатого вала, команда R&D компании Honda работала с Autodesk, принимая во внимание требования первой к детали и опыт генеративного проектирования последней.

После семинара, посвященного критическому мышлению, Autodesk представила первую партию модели, которая отвечала требованиям Honda к коленчатому валу с использованием Netfabb и Fusion 360. Как и многие модели генеративного дизайна, обновленный коленчатый вал имел органическую структуру — во многом отличную от своего традиционного аналога.По словам Тодаки, 3D-модель превзошла самые смелые его представления.

Показав многообещающую модель первой партии, Honda отправила команду в Технологический центр Autodesk в Англии, чтобы пройти обучение генеративному дизайну и изучить возможности AM. Важно отметить, что работа, проведенная на предприятии Autodesk, позволила партнерам оценить прототипы, напечатанные на 3D-принтере, и еще более точно настроить конструкцию коленчатого вала с учетом новых граничных условий. В итоге была разработана модель второй партии.

Металлический прототип коленчатого вала

, напечатанный на 3D-принтере. Получившийся в результате компонент, который не был похож ни на что, что команда Honda R&D могла бы придумать с использованием традиционных процессов, продемонстрировала снижение веса на 50%.Тем не менее, необходимо было провести испытания, чтобы убедиться, что деталь может работать так же хорошо, как и традиционные коленчатые валы. Данные, собранные в ходе тестов производительности, теперь используются Autodesk для дальнейшего совершенствования детали и ее генеративного процесса проектирования.

«Хотя у некоторых все еще есть сомнения по поводу этой новой формы, внимание, которое она привлекла к технологии, стоило затраченных усилий», — заключил Тодака. «Хотя еще многое можно сделать для облегчения деталей, теперь мы видим путь вперед для достижения наших целей.Я ожидаю, что в будущем инновационные продукты, созданные с использованием генеративного дизайна, станут нормой. Я думаю, что в рамках нашей работы мы должны изучить дальнейшее применение этой технологии ».

изображение ключа коленчатого вала, фотографии и изображения на Alibaba

Home ›(Найдено результатов: 253)

Примечание. Некоторые элементы запрещены для отображения / продажи на нашем веб-сайте в соответствии с Политикой листинга продуктов. Например, такие лекарства, как аспирин.

3-10 долларов США / 90 109 шт. (цена FOB)

10 шт.Заказ)

25-246 долл. США / Комплект (цена FOB)

1 комплект (минимальный заказ)

1,0-1,5 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (Мин. Заказ)

1-100 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

11,5385-15,3846 долл. США / шт. (цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

80-100 долл. США / шт. (цена FOB)

5 шт. (минимальный заказ)

80–300 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (Мин. Заказ)

5,45-5,8 долл. США / Комплект (Цена FOB)

300 комплектов (Мин. Заказ)

1-5 / долл. США (Цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

580-900 долларов США / Комплект (цена FOB)

1 комплект (Мин. Заказ)

US $ 1-100 / Комплект (Цена FOB)

5 комплектов (минимальный заказ)

0,23–1 / долл. США (цена FOB)

500 шт. (минимальный заказ)

4,7–5,9 долл. США / шт. (цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

4,77-9,04 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,01-100 долл. США / комплект (цена FOB)

50 комплектов (минимальный заказ)

1,3–2,4 долл. США / шт. (цена FOB)

50 шт. (минимальный заказ)

11,2–12,0 долл. США / Комплект (цена FOB)

300 комплектов (мин.Заказ)

580-900 долл. США / Комплект (цена FOB)

1 комплект (минимальный заказ)

0,18-1 / долл. США за штуку (цена FOB)

500 шт. (Мин. Заказ)

4,7-5,9 долл. США / шт. (Цена FOB)

1 шт. (Мин. Заказ)

4,82-9,13 долл. США / шт. (Цена FOB)

100 штук (мин.Заказ)

1-100 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

12,36-12,66 долл. США / комплект (цена FOB)

300 комплектов (Мин. Заказ)

1–2 доллара США / шт. (Цена FOB)

1 шт. (Мин. Заказ)

0,01–0,1 долл. США / Комплект (Цена FOB)

5000 комплектов (мин.Заказ)

0,1–2 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,03–0,1 долл. США / шт. (цена FOB)

1000 шт. (минимальный заказ)

1-50 долларов США / штук (цена FOB)

50 штук (минимальный заказ)

0,1-10 долларов США / штук (цена FOB)

10 штук (мин.Заказ)

2-4,3 долл. США / шт. (цена FOB)

5 шт. (минимальный заказ)

50 долл. США / шт. Мин. Заказ)

11,5385-15,38 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,1-5,1 долл. США / шт. (цена FOB)

100 штук (мин.Заказ)

3,5-4,0 долл. США / комплектов (цена FOB)

10 комплектов (мин. Заказ)

12,36-12,66 долл. США / комплектов (цена FOB)

300 комплектов (Мин. Заказ)

{{#if priceFrom}}

{{priceCurrencyType}} {{priceFrom}} {{#if priceTo}} — {{priceTo}} {{/если}} {{#if priceUnit}} / {{priceUnit}} {{/если}}

{{/если}} {{#if minOrderQuantity}}

{{minOrderQuantity}} {{#if minOrderType}} {{minOrderType}} {{/если}}

{{/если}} Коленчатые валы с плоской плоскостью

vs.Коленчатые валы с крестообразным шлицем

Плоскость Коленвалы ничего нового.

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

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

Коленчатые валы с крестообразным шлицем

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

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

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

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

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

Это подводит нас к плоскому коленчатому валу.

Плоские коленчатые валы

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

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

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

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

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

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

Итог

Коленчатый вал с крестообразным шлицем Преимущества: Плавная работа без вибрации; характерный американский маслкар.

Коленчатый вал с крестообразным шлицем Недостатки: Более тяжелый (труднее вращать), требуется больший картер.

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

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

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

Полезные советы по выбору правильного коленчатого вала

Производители двигателей часто вынуждены выбирать коленчатые валы исключительно на основе ожидаемой выходной мощности двигателя, или, по крайней мере, это часто оптимистичное число имеет наибольший вес в процессе принятия решения.Но смекалистые строители — будь то сборка честного уличного двигателя, бродячего уик-энда или пули, предназначенной только для жестких гонок, — осознают важность анализа других факторов, прежде чем выбирать между чугунной, кованой или стальной заготовкой.

Вот поковка коленчатого вала, которая все еще светится после того, как горячему стальному слитку придана форма. Обратите внимание на остатки широкого разделительного материала, которые необходимо удалить. Фотография ThyssenKrupp AG

Когда дело доходит до гоночных двигателей и сверх-уличных характеристик, выбор коленчатого вала обычно сводится к выбору между коваными материалами и материалами заготовок; большая часть этой истории будет сосредоточена на этом решении.Однако литые кривошипы заслуживают обсуждения просто потому, что больше производителей двигателей будут выбирать между литыми или коваными, чем те, кто должен выбирать между коваными или заготовками. В любом случае совет специалиста всегда будет полезен.

«Единственный реальный фактор — это предназначение автомобиля», — говорит Алан Дэвис из Eagle Specialty Products.

«Есть много факторов, — добавляет Кирк Петерс из Лунати. (См. Видео ниже о производстве коленчатых валов Lunati) «Вес автомобилей, время, проведенное на максимальных оборотах, и продолжительность циклов нагрева.”

«Первое, что вы спросите, — для чего вы хотите использовать кривошип», — резюмирует Том Либ из Scat Crankshafts. «Затем вы спрашиваете, сколько денег вы хотите потратить».

Уровни мощности помогают решить

Поставщики шатунов на вторичном рынке могут указывать максимальные предполагаемые или предлагаемые значения мощности в лошадиных силах вместе со спецификациями шатунов для литых или кованых моделей. Они являются хорошей отправной точкой для обсуждения с техническим представителем компании, поскольку большинство владельцев хорошо знают предполагаемую мощность своего двигателя.Но, опять же, проявите осмотрительность, предоставьте точную информацию о двигателе и транспортном средстве в дополнение к заданию множества вопросов.

Современная технология коленчатого вала может быть применена в старинных коллекционных двигателях. Вот кованый кривошип Scat 4340 для двигателей Model A и Model T.

«Например, мы рекомендуем наши литые шатуны с малым блоком для использования мощностью до 500 лошадиных сил. Это не значит, что если вы сделаете 501 лошадиную силу, все взорвется », — объясняет Дэвис. «Это также не означает, что в любом приложении, пока вы производите менее 500 лошадиных сил, у вас все в порядке.Я бы не стал использовать литой кривошип в двигателе нагнетателя — даже если он имеет мощность менее 500 лошадиных сил, из-за напряжения, которое система ремня нагнетателя оказывает на носик кривошипа ».

Чугунные коленчатые валы отлично подходят для большинства уличных работ, особенно при реставрации. Фактически, большинство коленчатых валов OEM изготавливаются из чугуна с шаровидным графитом или литой стали, поэтому в методе изготовления есть мера долговечности и прочности. Кроме того, многим организациям, санкционирующим гонки, требуются литые кривошипы для снижения затрат.

Процесс литья в основном ограничен определенными сплавами чугуна или низкосортной стали. Другими словами, при использовании высококачественной стали в отливку становится все меньше.

Некоторым органам, санкционирующим гонку, требуются литые кривошипы, другие допускают заготовку. У этого шатуна Chevy с малым блоком Eagle нет отверстий для освещения, согласно правилам. Кривошип Eagle billet справа, однако, предназначен для младшего драгстера и может быть заказан как с маленькими, так и с большими цапфами.

Вот необработанная поковка коленвала Lunati слева.Обратите внимание на широкий пробор. Вы можете увидеть, сколько машинной работы необходимо, чтобы закончить кривошип. Литой кривошип, показанный справа, выходит из формы намного ближе к окончательным размерам и требует меньше механической обработки для получения готового продукта. Этот кривошип предназначен для нового двигателя грузовика GM. Также обратите внимание на узкую линию разделения, которая помогает отличить отливку от поковки.

«Вся цель предложения литого кривошипа — это дешевая альтернатива стандартной детали», — говорит Дэвис. «Когда вы начинаете использовать высококачественные стали, такие как 4130, 4140, 4340, и более дорогие производственные процессы, вы убираете шатуны с целевого рынка.”

«Ключом к созданию литого кривошипа является термообработка. Отливки требуют другого типа термообработки, чем поковка », — говорит Либ, добавляя, что покупка бывших в употреблении литых кривошипов представляет собой отдельный набор предупреждений. (Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как изготавливаются коленчатые валы Scat) «Ищите торговую марку. В нижней части спектра литые шатуны производятся в Китае десятками производителей, но заслуживают доверия лишь немногие ».

Сначала посмотрите поковки

Большинство производителей высокопроизводительных двигателей сегодня обращают внимание на кованые коленчатые валы, основываясь на хорошей репутации на трассе и повышенных проверках на двигателях OEM.Кроме того, поковки послепродажного обслуживания теперь покрывают более широкий круг рынка двигателей, а цены на них стали более конкурентоспособными. Переход на более дорогой коленчатый вал с заготовкой зависит от множества факторов, которые обычно связаны с сложной конструкцией и более дорогими материалами.

Примеры кривошипов для заготовок от Callies, которые предназначены для специальных применений. Сверху — кривошип для двигателя RoushYates RY45, а нижний — для двигателей спринтерских автомобилей 410 и 360. Оба имеют поверхностную обработку Callies Aeroshed.

«Поковки всегда должны быть в первую очередь рассмотрены при поиске коленчатого вала на вторичном рынке», — советует Грег Хилл, инженер-технолог Callies Performance Products.

«Процесс запрессовки стального стержня в грубую форму коленчатого вала придает поковке превосходную зернистую структуру и текучесть, что увеличивает прочность. Для перехода к заготовке обычно требуется более прочный материал и геометрия, выходящая за рамки стандартной формы поковки ».

Как отмечалось выше, любое обсуждение выбора коленчатого вала будет включать в себя обсуждение различий в прочности между поковкой и заготовкой.

В отрасли нет единого мнения, но производители будут приводить сильные активные аргументы в пользу многих точек зрения.

Плавный радиус между цапфой и противовесом, обычно называемый галтелем, важен, поскольку эта область находится под значительным напряжением, а плавный переход может свести к минимуму возможность возникновения трещин или образования очагов напряжения.

«Поковка не такая прочная, как заготовка», — говорит Либ. «Категорически зернистость поковки такова, что она не такая прочная.”

«Заготовки не имеют ограничений и изготавливаются по индивидуальному заказу. Поковки возможны только в том случае, если нужно производить очень большое количество », — возражает Дэвис. «При прочих равных условиях кованый кривошип будет прочнее, чем кривошип из заготовки».

«Недостатком поковок для вторичного рынка является то, что они предназначены для широкого диапазона ходов», — говорит Сонни Брайант, основатель и владелец Bryant Racing Crankshafts. «Большинство людей в прошлые годы думали, что есть преимущество из-за потока зерна, но на самом деле нет потока зерна при поковке, потому что вы сокращаете все это, выполняя либо более короткий ход, либо более длинный ход [чем была прессована поковка].”

Слева направо показаны этапы производства коленчатого вала из заготовки: стальные заготовки, например, от компании Marine Crankshaft, поступают от поставщика из требуемой марки стали. Заготовки с грубой обработкой, показанные на заводе Callies, ждут более детальной работы, показанной справа на заводе Bryant.

Фактор усталости

Во всяком случае, оживленные дебаты о различиях в силе в основном одобрили оба стиля коленчатого вала для двигателей с высокими рабочими характеристиками, и не существует формулы или рекомендаций, установленных в камне для выбора одного из них, — конечно, без использования уровней мощности в качестве решающего фактора.Двигатель NASCAR мощностью 900 лошадиных сил будет работать с кривошипом из заготовки из-за сложных конструктивных требований и жестких требований к выносливости; в то время как BBC мощностью 1500 лошадиных сил в драгстере Comp удобен с готовой кованой рукояткой. Ключом к правильному выбору является понимание требований к коленчатому валу для конкретного применения.

Вот вырез из кованого коленчатого вала, любезно предоставленный Callies, который ясно показывает движение зерна.

«Фактор усталости — один из первых факторов, определяющих тип кривошипа», — поясняет Либ.«Шатун постоянно изгибается. Если вы используете двигатель NASCAR на 500 миль, ковка не продержится долго. У него нет такой усталостной долговечности, как у заготовки. Если у вас есть автомобиль Comp, жизнь на выносливость — это любой уик-энд. Совершенно другая ситуация. Но когда вы попадаете в Top Fuel и запускаете воздуходувку и закачиваете в нее нитро, тогда вы говорите об усталостной долговечности от воздействия давления сгорания. В этой ситуации нужно много злоупотреблений, и вы не можете избежать наказания с помощью кованой рукоятки.”

«Сценарий NASCAR — прекрасный пример необходимости заготовок», — добавляет Хилл. (Обратите внимание на видео ниже, в котором демонстрируется обработка кривошипа заготовки на Callies.) «Их разработка двигателей постоянно развивается, и необходимые изменения штампа или материала для штамповки, чтобы приспособиться к этим изменениям, нереальны с точки зрения времени или финансов».

Производители послепродажного обслуживания обычно закупают необработанные поковки из Китая, а затем выполняют всю обработку в своих цехах в США, чтобы обеспечить контроль качества и предложить специальные функции.Некоторые компании, такие как Callies, которые предоставили эту фотографию, также поставляют необработанные поковки из Японии и Кентукки, в зависимости от модели кривошипа. Термическая обработка осуществляется либо на ближайшем специализированном предприятии, либо на собственном предприятии, в зависимости от производителя. Некоторые производители коленчатых валов могут поручить поставщику поковок выполнять всю механическую обработку и термообработку под их руководством.

Самым заметным отличием поковки от заготовки является расположение производственных мощностей. В то время как большинство коленчатых валов, используемых в OEM-двигателях, производимых в Северной Америке, отливаются или выковываются в США, значительное количество литых и кованых коленчатых валов послепродажного обслуживания начинается в Китае, хотя некоторые компании, такие как Callies, также будут закупать необработанные поковки из Японии и на местном уровне в Китае. Соединенные штаты.Но в отличие от импорта из Китая в начале 90-х годов, который был быстро отвергнут из-за ужасающего качества и долговечности, современные кривошипы выковываются или отливаются на нескольких литейных заводах с превосходными производственными стандартами и доступом к качественной стали.

Различия в предложениях на вторичном рынке заключаются в выборе материалов, дизайне, механической обработке, термообработке и других отделочных работах, большая часть которых выполняется в США некоторыми компаниями. Другие предпочитают, чтобы поставщик занимался готовой продукцией, но под их строгим надзором и соблюдением стандартов контроля качества.Нет никаких преимуществ в закупке заготовок для производства коленчатых валов в Китае, поскольку они в основном представляют собой разовые нестандартные модели, а затраты на доставку и задержки сведут на нет любые затраты на рабочую силу или материалы.

4340 как шоколад

В процессе ковки кусок прокатанной стали нагревают до состояния, близкого к расплавленному, помещают в матрицу, а затем растирают в форме коленчатого вала с помощью тяжелого пресса. По сравнению с литым кривошипом для чистовой обработки кованого кривошипа требуется значительно больше механической обработки.При обсуждении кривошипов часто всплывают термины ковка с закруткой и без скручивания. Если посмотреть на типичный кривошип V8, ходы расположены под углом 90 градусов друг к другу. В методе скручивания поковка кривошипа повторно нагревается и скручивается, чтобы сформировать каждый ход. Тем не менее, современная оснастка почти полностью избавила от скрученных поковок на вторичном рынке, и все качественные коленчатые валы производятся без скручивания.

Вот пример кованого кривошипа и его матрицы. Обратите внимание, что изначально он был выкован в виде плоского кривошипа, а затем скручен в его окончательную форму.Эта экспозиция находится в Промышленном музее острова Келхэм и показывает кривошип для двигателя Rolls-Royce Merlin.

Самые популярные послепродажные кованые шатуны изготовлены из стали 4340. При выборе коленчатого вала не нужно проходить полный урок металлургии. Часто у вас нет выбора от производителя. Сталь — это просто железо, смешанное с несколькими легирующими элементами, такими как углерод, хром, марганец, никель и кремний. Чтобы идентифицировать различные сплавы, инженеры и профессиональные организации, такие как SAE и AISI, приняли 4-значную систему классификации стали.Углеродистые стали — это сплавы, состоящие в основном из железа и углерода, а также небольшого количества марганца и кремния. Следы серы и фосфора также могут быть включены в формулу. Большинство заводских шатунов изготавливаются из углеродистой стали, такой как 1010, 1045 и 1053.

«Первые два числа обозначают первичные и вторичные легирующие элементы», — поясняет Дэвис. «1010 содержит 0,10% углерода, 1045 — 0,45% и так далее. Свойства этих сталей очень похожи, и они очень недорогие из-за отсутствия сложности.”

Коленчатые валы в Callies (слева) и Bryant Racing на средней стадии производства.

Более сложные формулы, используемые при производстве коленчатых валов, включают 5140, 4130 и ранее упомянутый 4340. 5140 добавляет хром в смесь, поэтому его часто называют хромистой сталью. Для справки, сталь 4130 (а также 4140 — разница, конечно, в количестве углерода) более известна как хромомолибденовая сталь и содержит углерод, хром и молибден. После добавления никеля в смесь получается сталь 4340.

«С таким же успехом это может быть золото из-за того, что оно влияет на стоимость, но это очень важно», — говорит Дэвис. «Сталь 4340 легирована никелем от 1,65 до 2,00 процентов. Из-за добавления в сплав никеля наблюдается удивительный скачок прочности и стоимости ».

«4340 — это общий термин для легированной стали», — добавляет Либ. «Это как шоколад, какой ты любишь: немецкий, белый, датский?» В семействе 4340 разница между всеми сплавами составляет, вероятно, от 10 до 15 процентов. Ключевым моментом является проектирование термообработки вокруг сплава.”

Посмотрите, как Кэллис проверяет усталость своих коленчатых валов

Нагрев рукоятки

Также обратите внимание, что некоторые производители кривошипов могут указывать состав стали, начиная с EN, например EN24, EN30 или EN40. Это европейские классификации, относящиеся к легированным сталям. Например, EN40 аналогичен SAE 4340.

Основы термической обработки

Термическая обработка коленчатых валов состоит из трех этапов:

• После черновой обработки кривошипы обжигаются до температуры более 1000 градусов по Фаренгейту, затем быстро охлаждаются или закаливаются в воде, масле или каком-либо закалочном растворе для полимеров.
• Теперь кривошипы стали более прочными, но имеют низкую пластичность и ударопрочность. Снятие напряжения или отпуск включает в себя повторный нагрев кривошипа до умеренной температуры от 600 до 700 градусов по Фаренгейту, затем процесс охлаждения регулируется в соответствии со свойствами стали.
• Последний этап после обработки — закалка шейки, обычно с помощью процесса, называемого азотированием. Это включает нагревание рукоятки в печи с закрытой камерой и введение газообразного аммиака и азота, который вступает в реакцию с углеродом на поверхности металла и приблизительно затвердевает.010 дюймов глубиной. Утверждается, что азотирование в основном удваивает твердость поверхности шейки.

Коленчатые валы из заготовок открывают возможность использования других материалов для решения критических задач. Bryant Racing использует два типа стали: EN30B с более высоким содержанием никеля используется для верхнего топлива и верхнего спирта, а 4330M используется для большинства других применений. Callies будет использовать для своих кривошипов либо 4330V, либо EN30B.

«Дополнительный никель увеличивает кратковременную долговечность», — говорит Брайант. «У них не так много циклов.По большей части материалы близки. Оба состоят из углерода 30 и закалены почти на одном уровне ».

Термическая обработка — еще одна тема коленчатого вала, требующая внимания. Однако, опять же, такие особенности, как температура и методы закалки, редко будут входить в типичное решение производителя двигателя при выборе коленчатого вала. Производитель уже определит подходящую термообработку не только на основе опыта, но и в тесном сотрудничестве с поставщиками металла, которые имеют опытных металлургов и лаборатории для определения особенностей термообработки.Большинство компаний, выпускающих послепродажное обслуживание коленчатых валов в США, либо имеют собственное производство по термообработке, либо отправляют их на ферму на ближайший завод, где можно соблюдать меры контроля качества.

«Когда мы сами проводим термообработку, мы эффективно проверяем коленчатые валы», — говорит Либ. «Потому что, если с металлом что-то не так, кривошипы вернутся с трещинами, деформацией или вздутием. Что-то случится с рукояткой, что мы заметим ».

Некоторые магазины также подвергают кривошипы криогенной обработке или быстрому охлаждению до температуры около -300 градусов по Фаренгейту сразу после первой термообработки.Криоэтап помогает завершить процесс закалки и сделать сталь более плотной.

Bryant выполняет все работы с коленчатым валом собственными силами, включая криогенную обработку (слева) и азотирование.

Соображения по конструкции противовеса

В то время как производители двигателей редко высказываются по поводу процесса ковки или термообработки коленчатого вала, у них действительно есть выбор, когда речь идет о конструкции противовеса и весе коленчатого вала. Именно здесь важна тщательная консультация с представителем производителя для обеспечения правильного выбора для конкретного применения.

Вот примеры обрезки передней кромки противовеса, популярной конструкции 20 лет назад. Современные тенденции склоняются к округлому профилю. Спасибо компании Marine Crankshaft за доступ к большому выбору кривошипов в ее магазине.

«Конструкция противовеса — это компромисс», — поясняет Брайант. «Есть два основных пункта: простота балансировки и правильная нагрузка на главный подшипник. Одно не обязательно следует за другим ».

Нагрузка на главный подшипник рассчитывается путем моделирования, но иногда правильный вес создает нагрузку на весы.

«Вам не нужна правильная нагрузка на главный подшипник, а для кривошипа нужно 10 штучных стержней», — говорит Брайант. «Вы хотите изменить противовесы, чтобы уменьшить их размер и по-прежнему правильно работать в приложении».

«Форма противовеса — это своего рода компромисс между расположением, формой, несущей нагрузкой и балансом», — повторяет Хилл. «В идеале противовес должен находиться прямо напротив шейки с веером на 180 градусов, переходя тангенциально в сторону плеча пальца с 1.Радиус 000 дюймов или больше. По мере увеличения количества ходов балансировка становится все более важной для формы и расположения противовеса ».

Эти коленчатые валы Bryant Racing демонстрируют разнообразие конструкций противовесов, доступных для удовлетворения различных потребностей.

Callies недавно завершила двухлетний проект по модернизации рычага LSX и противовеса, снизив потребность в тяжелых металлах на 50 процентов. В результате общий вес рукоятки уменьшился.

«Успех этого типа проекта стал возможен благодаря правильному сбору данных, программе, написанной внутри компании для анализа данных баланса на основе наших твердотельных моделей, и использованию нашего программного обеспечения для расчета конечных результатов», — говорит Хилл.«После внедрения этой системы для LSX мы смогли улучшить остальные семейства двигателей с гораздо меньшими затратами времени».

Большинство поставщиков кривошипов предлагают балансировку в качестве опции, независимо от того, приобретен ли полностью вращающийся узел или нет. Заказчик просто должен предоставить точные значения веса боба. И большинство поставщиков кривошипов согласны с тем, что кривошипы с внутренней балансировкой лучше, чем с внешне сбалансированными шатунами.

Переосмысление облегченных коленчатых валов

Вот шатун Callies Magnum сверху для малолитражки Ford и Magnum XL снизу.Обратите внимание на форму противовесов XL, уменьшающую вес и парусность. Также облегчены шейки шатунов.

Снижение веса — еще одно соображение, связанное с коленчатым валом, которое подверглось критическому анализу только в последние несколько лет. Расхожее мнение обещало, что более легкий коленчатый вал будет быстрее вращаться. Но так же, как конструкция клапанного механизма перешла на более тяжелые, но более прочные толкатели, аналогичный сдвиг происходит и в кривошипно-шатунном цехе.

«За прошедшие годы мы узнали, что жесткость намного важнее веса», — говорит Брайант.«Вероятно, менее пяти процентов производимых нами шатунов имеют заданный вес, который необходимо поразить. Так было не всегда. Пятнадцать лет назад мы прилагали согласованные усилия по снижению веса, потому что думали, что в этом что-то есть. Но когда дым рассеялся, вам было лучше иметь жесткость, чтобы увеличить мощность и чувствовать себя счастливее в блоке двигателя, чем то, что, по мнению водителя, было быстрее, потому что оно быстрее набирало обороты.

«Сейчас у ведущих производителей двигателей тенденция состоит в том, что жестче лучше, чем легче», — продолжает Брайант.«Когда вы делаете кривошип жестче, вы увеличиваете прочность».

Обратите внимание на маятниковые вырезы на внутренней поверхности противовеса этого коленчатого вала Scat. Это помогает снизить вес без ущерба для силы.

Один из последних вариантов выбора кривошипа, который могут иметь производители двигателей, — это размер шейки. Самые популярные приложения будут предлагать большие и маленькие журналы, в зависимости от потребностей клиента, и у каждого из них есть свои плюсы и минусы.

«Это соотношение площади трения к силе», — объясняет Петерс.«Когда шейка стержня сокращается, площадь трения уменьшается. Но поперечное сечение между шейкой шатуна и сетью было уменьшено, что снижает прочность коленчатого вала ».

«Вы должны принимать во внимание поперечное сечение броска и основного», — добавляет Либ. «Последнее, что вам нужно, — это журнал Honda (1,888 дюйма) на кривошипе 350 Chevy с 4-дюймовым ходом хода. У вас нет перекрытия между основным и броском ».

Обратите внимание на то, что коленчатый вал Lunati слева использует полные противовесы на всех четырех штифтах.Центральные противовесы увеличивают вращающий вес, но также могут упростить балансировку и помочь снизить скручивающие нагрузки. Кривошип Lunati справа имеет шесть противовесов, которые позволяют двигателю быстрее вращаться.

Эксперты подчеркнут важность перекрытия шейки при обсуждении прочности коленчатого вала. Вот сравнение длинноходного кривошипа Pro Mod со стандартным кривошипом с большим блоком. Обратите внимание, как шатунная шейка на нижнем кривошипе перекрывает часть основных шеек. Эта конфигурация более надежна, чем ходовой механизм, в котором цапфа штока находится дальше от сети.На перекрытие цапф также могут повлиять меньшие цапфы стержней.

Итак, что вы выберете? Коленчатые валы подходят для любого двигателя и области применения. Ключ к выбору правильного — это тесное сотрудничество с техническими представителями производителя и честное отношение к вашим потребностям. Несомненно, рынок запчастей расширил возможности поставки качественных поковок для уличных и гоночных автомобилей, в которых используется множество опций, разработанных на треке. И переход к заготовке предлагает больше возможностей в дизайне и материалах.Просто нужно быть честным в отношении приложения и работать с техническими специалистами, чтобы выбрать правильную версию.

«То, как выглядит заводная рукоятка в изготовленном виде, — это баланс между весом, прочностью, улучшенными характеристиками, предполагаемым применением, стоимостью, доступностью вспомогательных деталей и производственной осуществимостью», — резюмирует Дэвис.

Многие производители комплектуют укомплектованные сбалансированные вращающиеся узлы, согласовывая свои коленчатые валы с соответствующими поршнями, шатунами, кольцами, демпфером и маховиком.Эта опция помогает снять любые опасения по поводу совместимости лошадиных сил и проблем с балансом. Слева Eagle предлагает запатентованную отделку ESP Armor, которая помогает коленчатому валу сбрасывать масло и придает поверхности подшипников зеркальную гладкость.

Типы и функции коленчатого вала — Engineering Learn

Типы и функции коленчатого вала

Что такое коленчатый вал?

Типы коленчатого вала, функции и принцип работы: — Коленчатый вал — это вращающийся вал, который используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение.Эти валы обычно используются в двигателях внутреннего сгорания для выполнения таких операций.

Обнаружено, что коленчатые валы состоят из ряда кривошипов с шатунными шейками, к которым прикреплены шатуны. Коленчатый вал включает в себя по меньшей мере один вал, который вращается внутри блока цилиндров. Он вращается с помощью коренного подшипника. Шатунные шейки вращаются между шатунами с помощью шатунных подшипников.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатые валы изготавливаются с использованием таких металлов, как чугун.Металл берут в расплавленном виде и затем заливают в форму в процессе литья, тогда как современные коленчатые валы изготавливаются из кованой стали, которая в основном используется в двигателях с некоторыми характеристиками.

Процесс изготовления коленчатого вала включает нагрев стального блока до докрасна. Когда он нагревается, его форма формируется с помощью очень высокого давления. Термическая обработка представляет собой легированную сталь или материалы из нитридной стали. Коленчатые валы также имеют поверхностную закалку.

Функция коленчатого вала

• Существует множество функций, которые обеспечивают более плавный привод двигателей с несколькими цилиндрами.
• Преобразование поступательного движения поршня во вращательное также является одной из его функций.
• Энергия вырабатывается за счет сгорания топливовоздушной смеси.
• На валу коленчатого вала просверлены отверстия, через которые в двигатель подается необходимое количество масла. Это масло в основном используется для сглаживания движений.
• Коленчатые валы также работают как несущие, так как нагрузка распределяется во время этого процесса.
• Одной из нагрузок является сильный изгиб и скручивающее напряжение, при котором поршни соединяются с коленчатым валом через шатун.
• Следует отметить, что вращательное движение коленчатого вала постоянно ускоряется и замедляется там, где добавляются дополнительные нагрузки крутильных колебаний.

• Коленчатый вал установлен внутри блока цилиндров со следующими деталями, а именно:

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

• Вторичная функция коленчатого вала для передачи мощности другим системам двигателя:

1. фаз газораспределения
2. масляный насос
3. охлаждающий (водяной) насос
4. компрессор кондиционера
5. генератор

штуцер коленчатого вала

Коленчатый вал через главную шейку устанавливается в блок цилиндров.Шатуны закреплены на шейках коленчатого вала. В то время как на противоположной стороне шейки шатуна коленчатый вал имеет противовесы, которые используются для компенсации внешних моментов, чтобы минимизировать внутренние моменты и, таким образом, уменьшить амплитуды вибрации и напряжения в подшипниках.

Один конец коленчатого вала соединен с маховиком, а другой конец — с зубчатой ​​передачей газораспределения. Количество основных шейек и шатунных шейек зависит от количества цилиндров и типа двигателя, например, V-образного, прямого и т. Д.

Как основная шейка, так и шейка шатуна имеют смазанные отверстия коленчатого вала или масляное отверстие, через которое масло течет при работе двигателя. Точное место установки коленчатого вала — на коренные шейки, между коленчатым валом и блоком двигателя. Их основная роль заключается в уменьшении воздействия трения через слой антифрикционного материала, который непосредственно контактирует с опорами блока двигателя.

Принцип работы коленчатого вала

Что касается многоцилиндрового двигателя, это более сложный двигатель, поскольку используется коленчатый вал, тогда как в небольшом двигателе простой конструкции вполне достаточно.Шатун кривошипа, к которому прикреплен шатун, завершает момент за два движения. Это дополнительная опорная поверхность, ось которой смещена относительно оси кривошипа. Маховик или шкив коленчатого вала устанавливается на кривошип, чтобы накапливать генерируемую энергию, которую можно использовать для дальнейшей работы. Также обнаружено, что маховик снижает характеристику пульсации четырехтактного двигателя.

Коленчатый вал установлен внутри коренного подшипника, чтобы обеспечить плавную работу двигателя без вибраций.Количество подшипников в двигателе зависит от различных факторов, таких как конструкция двигателя, количество цилиндров, конструкция коленчатого вала и т. Д. Но поскольку всегда есть как минимум два подшипника, один размещается на приводном конце, а другой на неприводной стороне. В случае, если все идет нормально, возникает редкая необходимость в замене подшипника двигателя.

Противовес используется для уменьшения изгибающей нагрузки на коленчатый вал, что также помогает двигателю не трястись при вращении механизма кривошипа.Балансировка коленчатого вала во многом зависит от противовесов. Кривошипная перемычка двигателя — это часть кривошипа между шатунной шейкой или соседними шатунными шейками и валом, которая также известна как шатун.

Типы коленчатого вала

Производятся коленчатые валы двух типов, которые обычно называются литыми и коваными. Противовесы также можно вковать непосредственно в коленчатый вал или прикрутить болтами с резьбой. Все поршни двигателя внутреннего сгорания передают свою нагрузку на коленчатый вал.Коленчатый вал должен подвергаться высоким скручивающим и изгибающим усилиям, давлениям и вибрациям. Давайте подробнее рассмотрим типы коленчатого вала:

1. Литой коленчатый вал: (Типы и функции коленчатого вала)

Они относятся к типам коленчатого вала, которые обычно используются в течение длительного времени и в основном используются в дизельных и бензиновые двигатели. Название ясно предполагает, что они сделаны из ковкого чугуна в процессе литья. Они довольно экономичны в работе, поэтому их обычно выбирают производители.

Плоский кривошип — это кривошип, в котором шейки расположены на 180 градусов от всех четырехрядных двигателей. В то время как, когда дело доходит до кривошипа с поперечной плоскостью, им нужна форма из нескольких частей, потому что шейки и противовесы не такие симметричные. Литые кривошипы закаливают в пламени, чтобы улучшить износостойкость на определенных участках.

2. Кованый коленчатый вал: (Типы и функции коленчатого вала)

Это сравнительно более прочный коленчатый вал, который чаще встречается, особенно в двигателях с более высокими нагрузками, которые входят в стандартную комплектацию некоторых двигателей 16v.Создание кованого кривошипа — это совершенно другое дело. Существуют различные наборы штампов, которые обрабатываются вместе примерно до формы кривошипа.

Эти матрицы устанавливаются в очень большом гидравлическом прессе с усилием зажима в несколько тонн. Горячий стержень из высококачественной легированной стали помещается в нижнюю матрицу, а затем матрицы закрываются. После закрытия штампов металл очень сильно сжимается, после чего материал уплотняется и выравнивается для лучшего процесса литья. Кривошипы этого типа также закаляются подобно литым трещинам, но с использованием индукционной закалки.

3. Коленчатый вал заготовки: (Типы и функции коленчатого вала)

Коленчатый вал заготовки — один из лучших типов кривошипа, который когда-то может быть в двигателе, который обычно используется для производства этого типа кривошипа. Обычно он содержит такие материалы, как никель, хром, алюминий и молибден среди других элементов. Эти кривошипы наиболее распространены из-за минимального времени обработки коленчатого вала. Также они требуют минимальной балансировки из-за однородного состава материала.

Лучший материал коленчатого вала

Коленчатый вал чаще всего изготавливается из таких материалов, как углеродистая сталь, никель-хром или другая легированная сталь. Легирующие элементы в углеродистой стали — марганец, хром, молибден, кремний, кобальт и ванадий. Иногда также используются алюминий и титан. Считается, что если вы выберете эти материалы для коленчатого вала, то вам вряд ли потребуется ремонт коленчатого вала или замена коленчатого вала.

Компоненты и конструкция коленчатого вала

К основным компонентам коленчатого вала относятся: (Типы и функции коленчатого вала)

• Главные шейки: Главные шейки несут основной подшипник, а также определяют ось вращения вала. .
• Шатунные штифты: Шатунные штифты — это те, которые позволяют прикрепить к нему шатун.
• Шатуны кривошипа: Шатуны шатуна соединяют шейки кривошипа с главными шейками.
• Противовесы: Противовесы обеспечивают балансировку, которые устанавливаются на перемычки.

Конструкция коленчатого вала основана на способности зажигания и количестве цилиндров двигателя. Это также определяется конструкцией двигателя, количеством подшипников коленчатого вала и величиной его хода.

Смазка коленчатого вала

Смазка играет очень важную роль в эффективности двигателя, а также улучшает его рабочий механизм, который включает трение двух металлических частей. Основная цель — избежать ненужного износа коленчатого вала, коренной шейки и шейки шатуна, которые перемещаются по масляной пленке. Эта масляная пленка отвечает за прилегание к поверхности подшипника. Масло подается к коренному подшипнику через масляные каналы в блоке цилиндров, которые ведут к каждому седлу коленчатого вала и совпадают с отверстием в корпусе подшипника, по которому масло собирается в шейку.

Как работает коленчатый вал?

Коленчатый вал работает легко, это совсем не сложно. Расстояние между центральной точкой главной шейки и штифтом коленчатого вала приличное. Это расстояние называется радиусом кривошипа или ходом кривошипа. Его измерение говорит нам о диапазоне перемещения поршня при вращении коленчатого вала.

Пройденное расстояние от верха до низа называется ходом поршня, а ход поршня в два раза превышает радиус кривошипа.Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера, который поддерживается фланцами маховиков. Этот фланец представляет собой прецизионно обработанную деталь, которая прикручивается к маховику. Коленчатый вал обычно прикручивается к зубчатому венцу, особенно в автоматическом приводе.

Общие неисправности коленчатого вала

Очень редко возникают проблемы с коленчатым валом, только в том случае, если двигатель находится в одном из следующих экстремальных условий. Компоненты двигателей достаточно надежны и прочны, но некоторые общие неисправности, упомянутые ниже, могут привести к отказу:

1.Изношенные шейки

Изношенные шейки вызваны недостаточным давлением масла. Шейки коленчатого вала непосредственно контактируют с опорными поверхностями, что постепенно увеличивает зазор и снижает давление масла. Изношенные шейки могут вызвать очень серьезные проблемы с двигателем, если их не принять во внимание. Это также может привести к разрушению подшипника и серьезному повреждению двигателя.

2. Усталость

Под усталостью понимаются постоянные силы на коленчатом валу, которые приводят к переломам.Эта проблема обычно возникает на скруглениях, где журналы и полотно соединяются вместе. Образовавшиеся трещины на коленчатом валу можно проверить с помощью магнитного наплавления. Большинство отказов стального коленчатого вала происходит из-за усталостного разрушения, которое может возникнуть при изменении поперечного сечения.

3. Отказ из-за вибрации

Всякий раз, когда двигатель работает с сильной вибрацией при крутильных колебаниях, это может привести к трещине в шейке кривошипа и шейке.

4.Достаточное количество смазки

Если смазка подшипника коленчатого вала недостаточна, это может привести к полному вытиранию подшипника и выходу коленчатого вала из строя.

5. Цилиндр с избыточным давлением

Возможно, что внутри гильзы есть гидравлическая блокировка, вызванная чрезмерным давлением на коленчатом валу или даже изгибом.

Причины несоосности коленчатого вала

• Повреждение или стирание коренного подшипника
• Ослабленный болт основания двигателя, приводящий к вибрации
• Деформация корпуса судна
• Трещина в опоре подшипника
• Ослабленный болт коренного подшипника, ведущий к вибрации повреждение коренного подшипника
• К коленчатому валу прилагается высокий изгибающий момент из-за чрезмерного усилия от узла поршня.
• Заземление судна
• Взрыв или пожар картера
• Неисправность или изношенность подшипников кормовой трубы или промежуточного вала
• Ослабленные или сломанные штуцеры в фундаменте
• Трещины в гнездах подшипников
• Деформирована опорная плита — повреждена поперечная балка
• Галстук болты провисают или сломаны
• Ослабление конструкции из-за коррозии

Коленчатый вал — что такое коленчатый вал в автомобиле: устройство

Коленчатый вал в автомобиле

Коленчатый вал — это деталь двигателя автомобиля, приводимая в движение поршневой группой.Он передает крутящий момент на маховик, который, в свою очередь, вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на ведущие оси.

Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащены таким механизмом. Эта деталь создается специально под марку двигателя, а не под модель автомобиля. Во время работы коленчатый вал трутся о конструктивные особенности двигателя внутреннего сгорания, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на развитие элементов трения и на то, почему они появились.

Как выглядит коленчатый вал, где он и какие неисправности?

Для чего нужен коленчатый вал?

Как известно, в большинстве классических двигателей внутреннего сгорания (о том, как могут работать другие двигатели внутреннего сгорания, читайте в другой статье ) существует процесс преобразования возвратно-поступательных движений во вращательное движение. В блоке цилиндров установлены поршни с шатунами. Когда смесь воздуха и топлива попадает в цилиндр и воспламеняется от искры, выделяется много энергии.Расширяющиеся газы толкают поршень к нижней мертвой точке.

Все цилиндры установлены на шатунах, которые, в свою очередь, прикреплены к шейкам шатунов коленчатого вала. Благодаря тому, что момент срабатывания всех цилиндров разный, на кривошипно-шатунный механизм действует равномерное воздействие (частота колебаний зависит от количества цилиндров в двигателе). Это заставляет коленчатый вал непрерывно вращаться. Затем вращательное движение передается на маховик, а от него через муфту на коробку передач, а затем на ведущие колеса.

Итак, коленвал рассчитан на преобразование всех видов движений. Эта деталь всегда создается предельно точно, так как чистота вращения первичного вала в коробке передач зависит от симметрии и точно выверенного угла наклона кривошипов относительно друг друга.

Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.

Для изготовления коленчатых валов используется сталь или высокопрочный чугун. Причина в том, что деталь находится под большой нагрузкой (высокий крутящий момент).Поэтому эта деталь должна быть высокой прочности и жесткости.

Для изготовления чугунных модификаций применяют литье, а стальные — кованые. Для придания идеальной формы используются токарные станки, которые управляются электронными программами. После того, как изделие приобретет желаемую форму, его шлифуют, а для придания прочности — обрабатывают при высоких температурах.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал устанавливается в нижней части двигателя непосредственно над масляным картером и состоит из:

• главной шейки — опорной части детали, на которой установлен коренной подшипник картера. ;
• шейка шатуна — упоры для шатунов;
• щеки — соединить все шейки шатунов с коренными;
• носок — выходная часть коленчатого вала, на которой установлен шкив привода ремня ГРМ;
• хвостовик — противоположная часть вала, к которой крепится маховик, приводящий в движение шестерни коробки передач, а также соединенный с ним стартер; Противовесы
• — служат для поддержания равновесия при возвратно-поступательных движениях поршневой группы и снятия нагрузки центробежной силы.

Ось коленчатого вала — это основные шейки, а шатуны всегда поочередно смещены в противоположную сторону друг от друга. В этих элементах проделаны отверстия для подачи масла к подшипникам.

Кривошип коленчатого вала представляет собой узел, состоящий из двух щек и одной шейки шатуна.

Ранее на автомобили устанавливались заводские модификации кривошипов. Сегодня все двигатели оснащены встроенными коленчатыми валами. Их изготавливают из высокопрочной стали путем ковки, а затем обработки на токарных станках.Менее дорогие варианты изготавливают из чугуна методом литья.

Вот пример создания стального коленчатого вала:

Для чего нужен датчик коленвала?

ДПКВ — датчик, определяющий положение коленчатого вала в определенный момент. Этот датчик всегда устанавливается в автомобилях с электронным зажиганием. Подробнее об электронном или бесконтактном зажигании читайте здесь .

Чтобы топливовоздушная смесь поступала в цилиндр в нужное время, а также вовремя зажигала ее, необходимо определить, когда каждый цилиндр совершит соответствующий ход.Сигналы датчика используются в различных электронных системах управления автомобилем. Если эта деталь не сработает, силовой агрегат не сможет запуститься.

Есть три типа датчиков:

• Индуктивный (магнитный). Вокруг датчика формируется магнитное поле, в которое попадает точка синхронизации. Метка синхронизации позволяет электронному блоку управления посылать требуемые импульсы на исполнительные механизмы.
• Датчик Холла. У него аналогичный принцип работы, только магнитное поле датчика прерывается экраном, закрепленным на валу.
• Оптика. Зубчатый диск также используется для синхронизации электроники и вращения коленчатого вала. Только вместо магнитного поля используется световой поток, который падает на приемник от светодиода. Импульс, идущий в ЭБУ, формируется в момент прерывания светового потока.

Подробнее об устройстве, принципе работы и неисправностях датчика положения коленчатого вала читайте в отдельном обзоре .

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров, их порядка работы и количества ходов, выполняемых цилиндро-поршневой группой.В зависимости от этих факторов коленчатый вал может быть с разным количеством шатунных шейек. Есть моторы, в которых нагрузка от нескольких шатунов действует на одну шейку. Примером таких агрегатов является V-образный двигатель внутреннего сгорания.

Эта деталь должна изготавливаться таким образом, чтобы при вращении на высоких скоростях вибрация была по возможности минимальной. Противовесы могут использоваться в зависимости от количества шатунов и порядка образования раструбов коленчатого вала, но есть модификации и без этих элементов.

Все коленчатые валы делятся на две категории:

• Коленчатые валы с полной опорой. Количество коренных шеек увеличено на одну по сравнению с шатунной. Это связано с тем, что по бокам каждой цапфы кривошипа есть опоры, которые также служат осью кривошипно-шатунного механизма. Эти коленчатые валы используются чаще всего, потому что производитель может использовать легкий материал, который влияет на эффективность двигателя.
• Коленчатые валы без опоры. В таких деталях меньше коренных шеек, чем кривошипных.Такие детали изготавливаются из более прочных металлов, чтобы они не деформировались и не ломались при вращении. Однако такая конструкция увеличивает вес самого вала. В основном такие коленчатые валы применялись в тихоходных двигателях прошлого века.

Полноопорная модификация оказалась легче и надежнее, поэтому используется в современных двигателях внутреннего сгорания.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Для чего нужен коленчатый вал? Без него движение машины невозможно.Деталь работает по принципу педалирования велосипеда. Только автомобильные двигатели используют больше шатунов.

Коленчатый вал работает следующим образом. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре двигателя. Вырабатываемая энергия толкает поршень. В этом случае приводится в действие шатун, соединенный с кривошипом коленчатого вала. Эта деталь совершает постоянное вращательное движение вокруг оси коленчатого вала.

В этот момент другая часть, расположенная с противоположной стороны от оси, перемещается в противоположном направлении и опускает следующий поршень в цилиндр.Циклическое движение этих элементов приводит к плавному вращению коленчатого вала.

Таким образом, возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Крутящий момент передается на шкив газораспределительного механизма. Работа всех механизмов двигателя — водяного насоса, масляного насоса, генератора и прочего навесного оборудования — зависит от вращения коленчатого вала.

В зависимости от модификации двигателя количество кривошипов может быть от одного до 12 (по одному на цилиндр).

Подробно о принципе работы кривошипно-шатунного механизма и типах модификаций смотрите в видео:

Смазка шейки коленвала и шатуна, принцип работы и особенности различных конструкций

Смотрите это видео на YouTube

Возможные проблемы с коленчатым валом и их решения

Хотя коленчатый вал сделан из прочного металла, он может выйти из строя из-за постоянных нагрузок.Эта деталь испытывает механическое напряжение со стороны поршневой группы (иногда давление на один кривошип может достигать десяти тонн). Кроме того, во время работы мотора температура внутри него повышается до нескольких сотен градусов.

Вот некоторые из причин поломки узла кривошипно-шатунного механизма.

Цапфы кривошипа

Износ шейки шатуна является частой неисправностью, так как сила трения создается в этом узле под высоким давлением.В результате таких нагрузок на металл появляются выработки, затрудняющие свободное движение подшипников. Из-за этого коленчатый вал нагревается неравномерно и впоследствии может деформироваться.

Игнорирование этой проблемы чревато не только сильной вибрацией мотора. Перегрев механизма приводит к его разрушению, а через цепную реакцию — к разрушению всего двигателя.

Проблема устраняется притиркой шейки шатуна. Более того, их диаметр уменьшается.Чтобы размер этих элементов был одинаковым на всех кривошипах, данную процедуру следует выполнять исключительно на профессиональных токарных станках.

Поскольку после процедуры технические зазоры детали увеличиваются, после обработки на них устанавливается специальная вставка для компенсации образовавшегося пространства.

Задиры возникают из-за низкого уровня масла в картере. На возникновение неисправности также влияет качество смазки. Если вовремя не менять масло, оно загустевает, из-за чего масляный насос не может создать необходимое давление в системе.Своевременное обслуживание позволит кривошипно-шатунному механизму работать долгое время.

Кривошипный дюбель

Шпонка кривошипно-шатунного механизма позволяет передавать крутящий момент с вала на ведущий шкив. Эти два элемента снабжены пазами, в которые вставляется специальный клин. Из-за некачественного материала и большой нагрузки эта деталь может быть отрезана в редких случаях (например, при заклинивании двигателя).

Если проточки шкива и коленвала не сломаны, то просто замените эту шпонку.В старых двигателях эта процедура может не принести желаемого результата из-за люфта на стыке. Поэтому единственный выход из ситуации — замена этих деталей на новые.

Износ отверстий фланца

На хвостовике коленчатого вала закреплен фланец с несколькими отверстиями для соединения маховика. Со временем эти гнезда могут сломаться. Такие неисправности относятся к категории усталостного износа.

В результате работы механизма под большими нагрузками в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых на стыках образуются одиночные или групповые углубления.

Неисправность устраняется просверливанием отверстий под болты большего диаметра. Эту манипуляцию следует производить как с фланцем, так и с маховиком.

Течи сальника

На шейках главного вала установлены два сальника (по одному с каждой стороны). Они предотвращают вытекание масла из-под коренных подшипников. Попадание смазки на ремни ГРМ значительно сокращает срок их службы.

Утечка сальника может произойти по следующим причинам.

1. Колебания коленчатого вала.В этом случае внутренняя часть железы изнашивается, и она не плотно прилегает к шее.
2. Длительные простои на морозе. Если машина долго стоит на улице, сальник высыхает и теряет эластичность. А из-за мороза дубляжет.
3. Качество материала. Бюджетные детали всегда имеют низкий рабочий ресурс.
4. Ошибка установки. Большинство механиков устанавливают с помощью молотка, аккуратно набивая сальник на вал. Чтобы деталь проработала дольше, производитель рекомендует использовать предназначенный для этой процедуры инструмент (оправку для подшипников и уплотнений).

Чаще всего одновременно изнашиваются сальники. Однако, если есть необходимость заменить только один, следует заменить второй.

Неисправность датчика коленчатого вала

Этот электромагнитный датчик установлен на двигателе для синхронизации работы системы форсунки и зажигания. Если он неисправен, то двигатель не запускается.

Датчик коленчатого вала определяет положение кривошипов в мертвой точке первого цилиндра. На основе этого параметра электронный блок управления автомобилем определяет момент впрыска топлива в каждый цилиндр и подачи искры.Пока от датчика не поступит импульс, искра не образуется.

Если этот датчик выходит из строя, проблема решается его заменой. Просто выберите модель, которая рассчитана на этот тип двигателя, иначе параметры положения коленчатого вала не будут соответствовать действительности, и двигатель внутреннего сгорания не будет работать должным образом.

Обслуживание коленчатого вала

В автомобиле нет деталей, которые не нуждались бы в периодическом осмотре, обслуживании или замене. То же самое и с коленчатыми валами.Поскольку эта деталь постоянно находится под большой нагрузкой, она изнашивается (особенно быстро это происходит, если мотор часто испытывает масляное голодание).

Для проверки состояния коленчатого вала его необходимо снять с блока.

Коленчатый вал снимается в следующей последовательности:

• Сначала нужно слить масло;
• Далее нужно снять мотор с автомобиля, после чего от него отсоединяются все его элементы;
• Корпус ДВС перевернут поддоном;
• В процессе разборки крепления коленвала необходимо помнить о расположении крышек коренных подшипников — они разные;
• Демонтированы крышки опорных или коренных подшипников;
• Снимается заднее уплотнительное кольцо и снимается деталь с корпуса;
• Все коренные подшипники сняты.

Далее проверяем коленвал — в каком он состоянии.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

Для определения состояния детали ее необходимо промыть бензином для удаления остатков масла с поверхности и из масляных каналов. После промывки деталь промывается компрессором.

Далее проверка проводится в следующей последовательности:

• Осмотр детали проводится: на ней нет сколов, царапин или трещин, а также определяется, насколько она изношена.
• Все масляные каналы продуваются и продуваются для выявления возможных засоров.
• Если на шейках шатунов обнаружены потертости и царапины, деталь подлежит шлифовке и последующей полировке.
• При обнаружении повреждений коренных подшипников их необходимо заменить новыми.
• Осуществляется визуальный осмотр маховика. При наличии механических повреждений деталь меняют.
• Проверяется подшипник, установленный на носке. При дефектах деталь обжимается, а запрессовывается новая.
• Проверяется сальник крышки распределительного вала. Если автомобиль имеет большой пробег, то сальник необходимо заменить.
• Заменяется сальник задней части коленчатого вала.
• Все резиновые уплотнения проверяются и при необходимости заменяются.

После осмотра и надлежащего обслуживания деталь возвращается на место, а двигатель собирается в обратном порядке. После завершения процедуры коленчатый вал должен вращаться плавно, без особых усилий и рывков.

Шлифование коленвала

Независимо от того, из какого материала сделан коленчатый вал, на нем рано или поздно образуется выработка. На самых ранних стадиях износа, чтобы продлить срок службы детали, ее шлифуют. Поскольку коленчатый вал — это деталь, которая должна иметь идеальную форму, процесс шлифовки и полировки должен выполняться понимающим и опытным токарём.

Он сделает всю работу самостоятельно. Только покупка ремонтных шатунных подшипников (они толще заводских) зависит от автовладельца.Детали для ремонта различаются по толщине, бывают типоразмеры 1,2 и 3. В зависимости от того, сколько раз шлифовали коленчатый вал или от степени его износа, приобретаются соответствующие детали.

Подробнее о работе ДПКВ и диагностике его неисправностей смотрите в видео:

Вопросы и ответы:

Где коленвал? Эта деталь находится в корпусе двигателя под блоком цилиндров. Шатуны с поршнями на противоположной стороне прикреплены к шейкам кривошипно-шатунного механизма.

Как еще называют коленчатый вал? Коленчатый вал — сокращенное наименование. Полное название детали — коленчатый вал. Он имеет сложную форму, неотъемлемыми элементами которой являются так называемые колени. Другое название — колено.

Что приводит в движение коленчатый вал? Коленчатый вал соединен с маховиком, по которому передается крутящий момент. Эта деталь предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные.