Из чего состоит коленвал: Устройство коленвала и его принцип работы

Содержание

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

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:

Коренные шатунные шейки коленчатого вала.

Предназначение коленчатого вала. Коленчатый вал двигателя

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.

Название, по-видимому, предполагает простоту реализации, обманывая самых неопытных. Фактически, блок двигателя также может состоять из более чем 25 частей под названием «аниме» и гораздо большего числа «каналов», подходящих для распространения охлаждающей жидкости. Интересно, что эти части сначала сделаны в форме «плесени». Форма изготовлена ​​из клея, отвердителя и песка из циркона. Затем расплавленный металл отливают в форму, чугун, в настоящее время алюминиевый сплав.

Производительность тепловых двигателей зависит от начальной и конечной температуры их цикла.

Что касается блока цилиндров, он сразу же размывает важность расположения теплового насоса и поршня. В горизонтальном блоке двигателя поршень падает горизонтально, а в других случаях поршень имеет вертикальное положение.

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 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.

Вертикальные блоки двигателя находятся в неблагоприятном положении, поскольку они имеют более короткий канал подачи и не имеют пластинчатого входа в рукоятку насоса.

Участие пластинчатой ​​упаковки на части цилиндра ограничивает развитие трещин. Вертикальные блоки затем подвергаются воздушному охлаждению, а горизонтальные могут похвастаться жидкостью.

Электрический: в котором механическое движение задается электрической входной мощностью; тепло: использует тепло для механического движения, его также называют «горения» и могут быть двух типов: внутреннего или внешнего; внутреннее сгорание: является эндотермической машиной, способной работать через внутренний энергетический двигатель, горючую воздушную смесь; наружное горение: он использует сгорание, которое происходит снаружи, например паровой двигатель; гидравлический: использует кинетическую энергию жидкости для получения механической энергии; сжатый воздух: использует сжатый воздух для выполнения механических работ; к весне: он работает на накопленной энергии; молекулярная. Даже сегодня некоторые малогабаритные двигатели и многие мопед-моторы не используют так называемый «моноблок», монтируя конструкции, состоящие из двух или более разделяемых деталей.

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.

Вал является передающим элементом вращающегося двигателя. Вал, в отличие от оси, который имеет определенную угловую скорость, передает движение крутящего момента определенным элементам. Это запас, который имеет количество приложений во всех областях передачи мотоциклов.

В двигателях мы находим коленчатый вал, также называемый локтями. Коробка передает велосипед на вал трансмиссии, который благодаря дифференциалу передает его на колеса. Поэтому вал передает вращающийся двигатель, подвергнутый торсионному напряжению. Если он подвергается сгибанию, он должен быть оснащен подходящими опорами, поэтому проблема трения между вращающейся и неподвижной частью лежит.


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.

Коленчатый вал имеет форму из-за кривошипов. Штыри соединяются с рукояткой кривошипа благодаря кривошипным рычагам и охватываются замками, закрытыми между головкой и шатуном. Это делает движение поршней круговым движением благодаря перемещению шатунов и перемещает его на датчик силы, обычно расположенный на маховике.

Особенности в автомобилях

Коленчатый вал двигателя может иметь разные характеристики, в зависимости от функции или типа использования, для которого он предназначен. Важно, чтобы он имел определенную полость, если двигатель, к которому он подключен, является прямым: в этом случае используется кабель чтобы иметь возможность увеличить его жесткость.

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.

В других случаях можно использовать встречный вращающийся вал, который вращается в обратном направлении к колесам, чтобы исключить так называемый гироскопический эффект, чтобы вызвать более быстрое изменение траектории. Поскольку во время вращения двигатель будет иметь тенденцию генерировать пару сил, противоположных силе самого двигателя, эта пара будет стремиться противодействовать движению колеса в тяге: следовательно, у нас будет лучшая устойчивость автомобиля в любой ситуации.

Распределительный вал служит для передачи движения к элементам, которые соединены с ним. Он состоит из распределительных валов, которые коленчатые и эксцентричные, а в двигателе взрыва служит для распределения движения, которое открывает и закрывает клапаны.

Cтраница 1

Шатунные шейки коленчатого вала этого дизеля закалены токами высокой частоты. Вкладыши нижней головки шатуна стальные, залиты свинцовистой бронзой.  

Шатунная шейка коленчатого вала подвергается закалке с последующим отпуском.  

Шатунные шейки коленчатого вала подвергаются закалке с последующим отпуском.  

Поэтому это элемент, который представляет собой четырехтактный двигатель и дизельный двигатель. Фактически, он находится над головкой двигателей этого типа и продолжает направлять движение клапанов с помощью специальных ударов на стекло.

По этой причине или из-за своей функции, связанной с клапаном, это очень важно для характеристик автомобилей. Фактически, привод имеет большее или меньшее отверстие клапанов двигателя, что приводит к увеличению или уменьшению мощности двигателя.

Благодаря его присутствию можно получить двигатель до 100 л.с. на литр, так как он использует свойства выхлопной фазы вместе с наличием вариатора лифта, который изменяет миллиметр хода клапана. Поэтому распределительный вал является основополагающим элементом, позволяющим вмешаться для увеличения мощности двигателя.

Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют устройства для центробежной очистки масла от механических примесей (грязеуловители), которые значительно улучшают очистку масла, поступающего к шатунным подшипникам.  

Шатунные шейки коленчатых валов расположены попарно с разворотом на 180 с одной общей щекой. В первых трех ступенях цилиндры 2 и их крышки чугунные литые с рубашками для водяного охлаждения. В следующих ступенях устанавливаются стальные кованые цилиндры с разъемными кожухами для охлаждения. В зависимости от числа цилиндров в ряду и их размеров предусматривается для них одна или две качающиеся опоры. Клапаны в основном кольцевые и дисковые. Для первых двух ступеней скользящие поршни двойного действия, для последующих ступеней — дифференциальные. Уплотнение штоков осуществляется сальниками обычных конструкций. Система смазки механизма движения циркуляционная. К цилиндрам и сальниками масло подается лубрикатором.  

Жидкая система охлаждения автомобиля

Чтобы настроить его, вы можете использовать три разные системы. Полые отверстия: в этом случае отверстия, имеющиеся на шестерне, имеют отверстие, облегчающее смену времени. Система жидкостного охлаждения поддерживает постоянную температуру. Целью этого типа системы является устранение избыточного тепла от двигателя, так что все его компоненты работают при оптимальной температуре.

Для систем с разомкнутой цепью используется жидкость. Существует захват, который собирает прохладный, который обертывает двигатель, в то время как слив — это щель, из которой она выходит, когда она используется. Жидкая особенность заключается в том, что она имеет очень низкую температуру замерзания, высокую температуру кипения и обладает высокой способностью захватывать и удерживать тепло.

Шатунные шейки коленчатого вала посредством тяг соединяются со сбегающими концами тормозных лент. Обойма тяги надевается на вал и устанавливается на полувтулках из антифрикционных материалов.  

Шатунные шейки коленчатого вала, эксцентрик плунжера масляного насоса (в компрессоре 1КТ) с овальностью и конусностью более допустимой шлифуют. Разрешается оставлять после шлифовки на шатунной шейке вмятины в количестве не более двух общей площадью до 20 мм2 и глубиной до 0 2 мм. Изношенные поверхности вала в местах посадки колец шарикоподшипников и сальника разрешается восстанавливать цинкованием или вибродуговой наплавкой под слоем флюса. Коническую поверхность вала проверяют калибром по краске. Шарикоподшипники заменяют при наличии выкрашивания металла на поверхности шариков, трещин в кольцах, излома сепаратора или износа беговых дорожек.

Новые шарикоподшипники надевают на шейки вала с предварительным подогревом в масле до 100 — 120 С.  

Помните, что радиатор состоит из резервуара, который служит для охлаждения жидкости, поступающей из моноблока. Он состоит из сетки труб и ребер, которые позволяют снизить температуру вещества, используемого для снижения температуры. Он расположен в передней части двигателя, поэтому он принимает воздух, выходящий во время движения автомобиля, и выполнен из алюминия. В то же время он выполняет функцию выброса горячего воздуха двигателя. Это вентилятор, который помогает радиатору в процессе охлаждения.

Цикл для снижения температуры

Вентилятор подключен к электродвигателю и активируется термостатом. Последнее устройство представляет собой переключатель, расположенный рядом с радиатором, который замыкает электрическую цепь, которая приводит в действие вентилятор. Цикл жидкостного охлаждения изменяется в зависимости от температуры, на которой он расположен. Если его температура ниже рабочей температуры, будет цикл, в то время как в одной из них будет одна.

Шатунные шейки коленчатого вала имеют внутренние полости 6 закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.  

Шатунные шейки коленчатого вала сделаны пустотелыми, а их внутренняя поверхность используется для дополнительной (центробежной) очистки масла. Для подвода масла от коренных шеек к шатунным просверлены каналы.  

Если температура всегда выше нормы, это означает, что система охлаждения не работает должным образом. Одной из причин может быть отсутствие герметичности радиатора: что происходит, это разлив жидкости. Предлагаемые решения в основном предназначены для замены уплотнения или для герметизации созданных небольших отверстий. В дополнение к этому, радиатор может сломаться в результате аварии, так как он впервые поражен лобовым ударом. Поэтому, если необходимо заменить его, сначала вылейте жидкость и замените ее.

Контроль уровня охлаждающей жидкости

Как только это будет сделано, вам нужно будет заполнить систему новой жидкостью и выпустить воздух. В случаях, когда производится длинное путешествие или свет горит, указывая, когда температура жидкости достигает точки кипения, тогда необходимо будет выполнить проверку, чтобы избежать любого повреждения. В частности, красный свет является сигналом, который мы можем сразу заметить на приборной панели, но он не всегда указывает на отказ радиатора. Иногда вы просто включаетесь после долгого, напряженного мотоцикла топать или после подъема в гору, напрягая двигатель.

Шатунные шейки коленчатого вала компрессора могут иметь номинальный или ремонтные размеры.  

Шатунные шейки коленчатого вала ЗИС-120 полые (высверлены), что обеспечивает снижение веса противовесов и всего вала в целом.  

Шатунные шейки большого коленчатого вала обычно обрабатываются на крупных специальных станках, а шатунные щейки вала компрессора при том же выпуске обрабатываются на обычных одно — и многорезцовых токарных и круглошлифовальных станках, но в приспособлениях со смещением оси вращения на величину эксцентрицитета.

Тем не менее, управление очень простое, просто найдите и сделайте быстрый анализ расширительного бачка на всех новых автомобилях. Это небольшой контейнер с функциями подачи недостающей жидкости в систему и сбора ее при кипении. Рекомендация — выполнить эту проверку при выключенном двигателе и холоде. Как только кастрюля находится, отвинтите колпачок и убедитесь, что уровень находится между минимальной и максимальной отметкой. В этом случае мы можем отдохнуть, в противном случае необходимо будет вылить новую жидкость до оптимального уровня.

Шатунные шейки коленчатых валов больших компрессоров обрабатываются на специализированных станках, предназначенных для этой цели. Обрабатываемый коленчатый вал не вращается, а закрепляется неподвижно в специальных центросместительных стойках (фиг. Стойки состоят из чугунных корпусов /, крышек 2 и вкладышей 3, в которые устанавливаются коренные шейки вала. Стойки крепятся к столу станка болтами.  

Высококачественные металлы и обработка поверхности и обработка. Такое лечение может достигать значительных глубин и часто используется для задержки или устранения стрессов, связанных с коррозией, фреттингом, питтингом и задержкой неблагоприятных эффектов обезуглероживания поверхностей.

В аэронавигационных средах он также используется перед гальваническими покрытиями для устранения инфильтрации в результате осаждения слоя. Увеличение сопротивления, которое может быть получено, очень часто очень важно. Они зависят не только от характеристик обработки, но и от поверхностного состояния условий работы и нагрузки.

Коленчатый вал и его подшипники

Коленчатый вал (рис. 7.4) относится к числу наиболее ответственных, напряженных и дорогостоящих деталей двигателя. Стоимость изготовления вала может достигать 30 % стоимости изготовления всего двигателя.

В процессе работы двигателя коленчатый вал нагружается силами давления газов, а также силами инерции движущихся возвратно-поступательно и вращающихся деталей. Эти силы вызывают значительные напряжения кручения, изгибные напряжения и крутильные колебания, вследствие чего шейки вала испытывают переменное давление, которое вызывает значительную работу трения и износ шеек. Поэтому коленчатый вал должен обладать высокой прочностью, жесткостью и износостойкостью трущихся поверхностей при относительно небольшой массе, составляющей не более 15 % массы двигателя. Коленчатые валы изготавливаются из качественных углеродистых или легированных сталей ковкой или штамповкой, а также литьем из высококачественного чугуна или стали.

Коленчатый вал тепловозного дизеля типа Д49 имеет 10 коренных и 8 шатунных шеек, расположенных под углом 90° одна к другой. Между 9-й и 10-й коренными шейками устанавливается шестерня привода газораспределительного механизма дизеля. К щекам вала с помощью шпилек и гаек крепятся противовесы. Полости коренных шеек соединяются каналами с шатунными шейками, по которым подводится масло. Девятая коренная шейка имеет упорные бурты, предохраняющие коленчатый вал от продольного перемещения. От температурных нагрузок коленчатый вал мо-

Рис. 7.4. Коленчатый вал дизеля 1А-5Д49: 1 — антивибратор; 2 — шестерня; 3 — сухарь; 4 — пакет пластин; 5, 6 — диски дизель-генераторной муфты; 7 — направляющие кольца; а — коренная шейка; б — шатунная шейка; в — щека; г — противовесы

жет удлиняться от 9-й коренной шейки к 1-й. Фланец отбора мощности соединяется пластинчатой муфтой с тяговым генератором; к фланцу с противоположной стороны крепится комбинированный антивибратор (рис. 7.5).

В условиях эксплуатации высокие знакопеременные нагрузки от изгиба и крутильных колебаний могут привести к излому вала. Этому также способствуют дефекты, которые нередко возникают при изготовлении вала (литейные или возникшие при механической обработке). Повышенные механические напряжения в вале могут появляться в результате нарушения его уравновешенности а также при неправильной регулировке антивибратора или износе его грузов и пальцев. Задир шеек вала может произойти в результате ухудшения подачи на их поверхность масла, его разжижения или попадания в масло воды. При неправильной укладке вала в постели блока или неправильной его центровке с валом тягового генератора происходит упругий изгиб вала. В результате неправильной шлифовки коренных шеек при ремонте, а также от действия напряжений может возникнуть остаточный изгиб.

Рис. 7.5. Комбинированный антивибратор дизеля 5Д49: 1 — ступица; 2 — палец; 3 — груз; 4 — крышка; 5 -корпус; 6 — инерционная масса

Основными неисправностями коленчатых валов являются: сверхнормативный износ шеек; трещины и изломы; выкрашивание, коррозия и износ баббитовой заливки вкладышей; износ вкладышей и потеря торцового натяга; трещины крышек коренных подшипников.

Рассмотрим объемы работ при различных ТО и ТР на примере дизеля 10Д100.

При выполнении ТО-3 открывают люки верхней крышки и картера для осмотра подшипников, крышек и их крепления (методом остукивания молотком). Ослабление подшипников, крышек, присутствие баббита вблизи вкладышей, отсутствие шплинтов свидетельствует о неисправностях и требует восстановительного ремонта. Осматривают маслопровод в картере и трубки, подводящие масло к подшипникам. Через одно ТО-3 проверяют провисание нижнего коленчатого вала, которое не должно быть более 0,05 мм для коренных шеек (с 1-й по 7-ю включительно).

При проведении ТР-1 выполняют работы, предусмотренные для ТО-3, и дополнительно:

замеряют щупом суммарные зазоры «на масло» и «по усам» в коренных подшипниках верхнего и нижнего коленчатых валов; допускается зазор «на масло» до 0,4 мм, а «по усам» — до 0,25 мм. При больших зазорах коренные подшипники разбирают для замены вкладышей;

проверяют провисание нижнего коленчатого вала;

проверяют соосность валов дизеля и якоря тягового генератора. Эту проверку выполняют с помощью индикаторного приспособления. Измерения производят через каждые 90° поворота вала и каждый раз измеряют толщину пакета муфты. Отклонение по индикатору не должно превышать 0,15 мм на полный оборот коленчатого вала.

При проведении ТР-2 выполняют работы, предусмотренные ТР-1, и дополнительно:

разбирают шатунные подшипники коленчатых валов, проверяют их состояние, при необходимости ремонтируют;

демонтируют верхний коленчатый вал.

Нерабочие вкладыши (блока) снимают только в случае необходимости ремонта, все же рабочие вкладыши снимают, освидетельствуют и при необходимости ремонтируют. Восстанавливают осевой разбег коленчатого вала. Проверяют провисание коленчатого вала и при необходимости устраняют подбором вкладышей.

Демонтированные или новые вкладыши коренных подшипников (рис. 7.6) опускают на 3. 5 мин в масло, нагретое до температуры 50.80°С, затем протирают каждый вкладыш чистой безворсовой салфеткой и покрывают меловым раствором. После высыхания раствора вкладыш обстукивают деревянным молотком по тыльной части. Дребезжащий звук указывает на отставание баб-

Рис. 7.6. Коренные подшипники: 1 — верхний вкладыш; 2 — нижний вкладыш; 3 — канавка; 4 — отверстие; 5 — замок; 1 — средний подшипник бита, а потемнение мела из-за выступившего масла — на наличие трещин.

Вкладыши подлежат замене:

при наличии трещин в бронзе независимо от места расположения;

отслаивании баббитовой заливки, коррозии рабочей части более 20 % ее поверхности, выкрашивании более 50 % баббитовой заливки;

наличии круговых задиров на поверхности баббитовой заливки глубиной более 0,5 мм и шириной более 3 мм;

повышенном зазоре «на масло».

Подгонку вкладышей по шейкам вала производят путем шабрения баббитовой заливки, добиваясь, чтобы на I см2 баббитовой поверхности приходилось не менее двух пятен от краски или светлячков. После шабровочных работ баббитовую поверхность вкладышей выравнивают гладилкой. Натяг вкладышей в постели блока проверяют на стенде, а если стенда в депо нет — непосредственно в постели блока. Для этой цели между крышкой и постелью блока ставят металлические прокладки одинаковой толщины (обычно из фольги). Суммарная толщина двух прокладок должна равняться допустимому натягу вкладышей. Крышки подшипников закрывают до меток окончательной затяжки. Натяг вкладышей считается достаточным, если при постукивании медным молотком по торцу не происходит продольное перемещение вкладыша относительно постели и щуп толщиной 0,03 мм входит между вкладышем и постелью корпуса на глубину не более 15 мм. Разрешается восстанавливать натяг нанесением пленки эластометра ГЭН-150(В) на затылочную часть нерабочих вкладышей.

⇐ | Поддизельная рама и блок цилиндров | | Устройство и ремонт тепловозов | | Вертикальная передача дизелей типа Д100 | ⇒

Группа коленвала. Кривошипно-шатунный механизм — презентация онлайн

1. Группа коленвала

3. Для чего предназначен кривошипно-шатунные механизм?

Для чего предназначен кривошипношатунные механизм?

4. КШМ предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное

5. Из чего состоит КШМ?

6. КШМ состоит из подвижных и неподвижных частей.

7. Что относится к неподвижным частям КШМ? Перечислите………

8. Здесь все, что относится к неподвижным частям КШМ?

9. Поддон картера двигателя к КШМ относится ?

10. Назначение поддона картера?

11. Поддон картера из чего состоит?

12. Поддон картера состоит из штампованной стали толщиной до 1,5 мм.

13. Из чего состоит блок цилиндров ?

14. На двигателях блок цилиндров располагают выше оси коленчатого вала.

В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждения На двигателях блок цилиндров располагают выше оси коленчатого вала. В отливке блока цилиндров имеется
рубашка для жидкостного охлаждения двигателя, представляющая собой полость между стенками
блока и наружной поверхностью цилиндров вставных гильз. Охлаждающая жидкость подается в рубашку
охлаждения через два канала расположенных по обеим сторонам блока
цилиндров. С передней части блока цилиндров крепится крышка
распределительных шестерен, а к задней — картер сцепления

15. Из чего изготовлен блок цилиндров?

16. Блоки цилиндров отливаются из серого чугуна (у двигателей автомобилей семейства ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ и ВАЗ) или алюмини- евого сплава (у двитател

Блоки цилиндров отливаются из серого чугуна (у двигателей
автомобилей семейства ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ и ВАЗ) или алюминиевого сплава (у двитателей автомобилей ГАЗ-ЗЭ07, -3110 «Волга»,
«Москвич-2141»),

17. Из чего состоит головка блока цилиндров ?

18.

Головы цилиндров. В головке цилиндров размещены камеры сгорания в которых установлены клапаны, свечи зажигания или форсунки в дизелях. На Головы цилиндров. В головке цилиндров размещены камеры сгорания в которых
установлены клапаны, свечи зажигания или форсунки в дизелях. На головке
цилиндров крепятся детали и узлы привода клапанного механизма. Значительное
влияние на процесс смесеобразования как в карбюраторных
двигателях, так и в дизелях имеют формы камер сгорания.

19. Из чего изготавливают головки блока цилиндров?

20. Головка блока обычно отливается из алюминиевого сплава (реже из чугуна).

21. Как крепится головка блока к блоку цилиндров?

22. Головка цилиндров крепится к блоку при помощи шпилек с гайками или болтами. Гайки или болты головки цилиндров затя- гивают равномерно в опр

Головка цилиндров крепится к блоку при помощи шпилек с
гайками или болтами. Гайки или болты головки цилиндров затягивают равномерно в определенной последовательности с установленным для каждого двигателя моментом затяжки.

23. Из чего состоит подвижная часть КШМ ?

24. КШМ состоит из маховика, коленчатой, поршневой и шатунной групп

25. Из чего состоит группа коленвала?

26. Группа коленвала состоит из……..коленвала , вкладышей и крышек опорных шеек и маховика

27. Для чего предназначен и из чего состоит коленвал?

28. Колен вал преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное, и состоит из……….

29. Коленчатый вал состоит из коренных шатунных шеек, противовесов, заднего конца с отверстием для установки шарикоподшипника ведущего вала к

Коленчатый вал состоит из коренных шатунных шеек, противовесов, заднего
конца с отверстием для установки шарикоподшипника ведущего вала коробки
передач и фланца для крепления маховика, переднего конца, на котором
установлен храповик пусковой рукоятки, шестерня газораспределения и шкив
привода вентилятора, жидкостного насоса и генератора.

30. Что такое кривошипы ?

31. Шатунные шейки со щеками образуют кривошипы.

32. Из чего изготавливают коленвал?

33. Для чего на коленвалу установлены противовесы?

34. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы, которые изготавливают как одно целое со щеками, имеющими канал

Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат
противовесы, которые изготавливают как одно целое со щеками,
имеющими каналы для подвода масла, или прикрепляют к ним
болтами

35. Зачем коленвалу шейки ?

36. На шатунные шейки коленвала крепятся шатуны с поршнями

37. Что находится внутри коленвала ?

38. В щеках коленчатого вала просверлены…………

В щеках коленчатого вала
просверлены наклонные каналы
для подвода масла от коренных
подшипников к масляным полостям, выполненным в шатунных
шейках в виде каналов большого
диаметра и закрываемым
резьбовыми заглушками. Эти
полости являются
грязеуловителями, в которых под
действием центробежных сил при
вращении коленчатого вала
собираются продукты
изнашивания, содержащиеся в
масле.

39. Как смазываются шейки коленвала ?

40. Подвод масла к коренным подшипникам осуществляется от главной масляной магистрали в их малонагруженную зону, а к шатунным подшипникам — п

Подвод масла к коренным подшипникам осуществляется от
главной масляной магистрали в их малонагруженную зону, а к
шатунным подшипникам — по просверленным отверстиям в щеках
и по радиальным отверстиям в шатунной шейке.

41. И куда масло будет поступать из шатунной шейки ?

42. Как крепится к блоку цилиндров коленвал?

43. Коренными (опорными) шейками коленвал крепится к блоку цилиндров двигателя.

46. Коренными (опорными) шейками коленвал крепится к блоку цилиндров двигателя.

47. Что устанавливают на коренные шейки коленвала при его креплении к блоку цилиндров?

48. Закрываются крышками

50. Гнезда в блоке цилиндров под коренные подшипники и их крышки растачивают совместно, поэтому при сборке двигателя крышки подшипников необх

Гнезда в блоке цилиндров под коренные подшипники и их крышки
растачивают совместно, поэтому при сборке двигателя крышки
подшипников необходимо устанавливать по меткам только на свои
места.

52. Число коренных шеек зависит от типа и числа цилиндров двигателя. Так, в четырехцилиндровом двигателе с рядным расположением цилиндров их м

Число коренных шеек зависит от типа и числа цилиндров
двигателя. Так, в четырехцилиндровом двигателе с рядным
расположением цилиндров их может быть три или пять, в
шестицилиндровых — четыре или семь,
в V-образных восьмицилиндровых — пять. Почему ?

53. Из чего изготавливают коленвал?

54. Вкладыши – подшипники скольжения

55. Из чего изготавливают вкладыш коленвала ?

56. Тонкостенные вкладыши коренных подшипников покрыты таким же антифрикционным сплавом, что и вкладыши шатунных подшипников, и отличаются о

Тонкостенные вкладыши коренных подшипников покрыты таким
же антифрикционным сплавом, что и вкладыши шатунных
подшипников, и отличаются от них только размерами.
• Широкое использование
триметалпических
сталеалюминиевых и
сталесвиниовых
вкладышей связано с тем,
что слой
антифрикционного
покрытия обладает
хорошими
противозадирными
свойствами.

57. Для карбюраторных двигателей легковых автомобилей применяют сплав АМО-1-20 (I… 1,5 % меди, 20… 22 % олова, 0,2…0,3% железа, остальное — алюминий), и к

Для карбюраторных двигателей легковых автомобилей применяют
сплав АМО-1-20 (I… 1,5 % меди, 20… 22 % олова, 0,2…0,3% железа,
остальное — алюминий), и как правило, применяют сплав СОС6-6
(5…6% сурьмы, 5…6% олова, остальное — свинец).

58. ВКЛАДЫШИ

В быстроходных дизелях в
качестве антифрикционного
материала применяют свинцовую
бронзу БрСЗО (30 % свинца)
твердостью НВ 30…35 или сплав
АСМ (алюминий—сурьма—
магний) примерно такой же
твердости.
Толщина слоя
антифрикционного
материала в вкладышах может
составлять 0,3…0,7 мм. Основой
вкладыша служит стальная лента с
омедненной поверхностью
толщиной 1… 1,5 мм, которая
защищает ленту от коррозии к
обеспечивает прочное соединение
с антифрикционным материалом.

59. МАХОВИК – НАЗНАЧЕНИЕ ?

60. Маховик служит для обеспечения вывода поршней из мертвых точек

61. Маховик служит для более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его работе на режиме холостого хода, обл

Маховик служит для более равномерного вращения коленчатого
вала многоцилиндрового двигателя при его работе на режиме
холостого хода, облегчения пуска двигателя, снижения
кратковременных перегрузок при трогании автомобиля с места и
передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех
режимах работы двигателя.

62. Маховик изготавливают из чугуна и динамически балансируют в сборе с коленчатым валом. На фланце маховик центрируется в строго определенно

Маховик изготавливают из чугуна и динамически балансируют в
сборе с коленчатым валом. На фланце маховик центрируется в
строго определенном положении с помощью штифтов или болтов,
которыми он крепится к фланцу коленвала.

63.

При ремонте маховика допускается проточка его рабочей поверхности на глубину не более 1 мм для снятия коробления, мелких трещин и задиров. При ремонте маховика допускается проточка его рабочей поверхности на
глубину не более 1 мм для снятия коробления, мелких трещин и задиров.
Торцовая проточка маховика на большую величину сопряжена с опасностью его
разрыва на нагрузочных режимах работы двигателя.

64. THE END

74. Что мы называем поршнем ?

Состав и структура коленчатого вала

Состав и структура коленчатого вала

В группу коленчатого вала входят коленчатый вал, противовесы, маховик, элементы привода газораспределительного и других вспомогательных механизмов, узел осевой фиксации и детали маслоуплотняющих устройств.

На коленчатый вал действуют переменные по величине и направлению газовые и инерционные силы и их моменты. Он подвергается деформациям изгиба и кручения. Его шейки работают при больших относительных скоростях и значительных механических и тепловых нагрузках.

Характерными дефектами коленчатого вала являются: усталостные поломки, износы шеек, разрушение подшипников. С учетом указанных условий работы коленчатый вал должен отвечать следующим требованиям: форма коленчатого вала должна обеспечивать равномерное чередование рабочих ходов и уравновешенность двигателя; максимальная жесткость при минимальной массе; высокая усталостная прочность; хорошая износостойкость шеек вала.

Коленчатый вал состоит из кривошипов, ориентированных относительно друг друга в пространстве, носка 5 (рис. 13.1) и хвостовика 1.

Кривошип формируется из двух коренных шеек 4, шатунной шейки 2 и элементов соединяющих их, называемых щеками 3.

Приоритет требований при выборе пространственной схемы расположения кривошипов коленчатого вала, от которого в решающей степени зависят уравновешенность двигателя, равномерность его хода, параметры крутильных колебаний, следующий: равномерное чередование рабочих ходов и рациональный порядок работы двигателя; внешняя уравновешенность двигателя по силам инерции и моментам от них; внутренняя уравновешенность двигателя.

Коленчатые валы могут быть монолитными или составными.

Коленчатые валы современных двигателей в основном изготовляют полноопорными, когда число коренных шеек на единицу больше числа кривошипов. Этим обеспечивается большая жесткость вала.

В ряде V-образных двигателей для обеспечения равномерного чередования рабочих ходов шатунные шейки одноименных цилиндров левого и правого рядов делают со сдвигом друг относительно друга на угол д.

Коренные шейки нагружаются в основном крутящим моментом. На шатунные шейки действуют одновременно переменные крутящие и изгибающие моменты, экстремальные значения которых не совпадают по времени.

Применение в коленчатых валах современных двигателей коренных и шатунных шеек больших диаметров приводят к тому, что их сечения перекрывают друг друга в плане. Это повышает изгибную жесткость коленчатого вала.

Для уменьшения массы вала и подачи масла к подшипникам внутри шеек и щек вала выполняют систему каналов, полостей и отверстий. Наиболее удаленные от оси вала полости могут быть использованы в качестве уловителей механических частиц. В основном в современных двигателях используются подшипники скольжения, а в тяжелых двигателях могут применяться и подшипники качения.

Подвод масла к коренным подшипникам осуществляется от главной масляной магистрали в их малонагруженную зону, а к шатунным подшипникам — по просверленным отверстиям в щеках и по радиальным отверстиям в шатунной шейке.

Щеки вала имеют эллиптическую, прямоугольную или круглую форму. Ее выбирают исходя из максимально рационального использования металла без снижения прочности вала.


Коленчатый вал судового двигателя.

Одной из наиболее ответственных и трудоемких в изготовлении деталей судового дизеля является коленчатый вал. Посредством его осуществляется связь всех кривошипно-шатунных механизмов. Назначение коленчатого вала-суммирование набегающих моментов и передача их результирующего значения потребителю энергии.

Конструкция коленчатого вала дизельного двигателя, во многом, определяется размерами дизеля и зависит от числа и расположения цилиндров, порядка вспышек и уровня неуравновешенности. В многоцилиндровом дизельном двигателе коленчатый вал состоит из колен. Дополнительно в группу коленчатого вала входят: маховик, ведущая шестерня (звездочка) привода распределительного вала, демпфер, гребень упорного подшипника, фланец отбора мощности, а также ряд мелких деталей. В свою очередь элементами колена являются: шатунная шейка, две щеки, половины соседних рамовых (коренных) шеек, противовесы. В судовых дизелях применяются исключительно полноопорные валы. Для таких валов число рамовых шеек на единицу больше числа кривошипных механизмов.

При назначении геометрических параметров элементов колена исходят из того, что они должны обеспечивать прочность, жесткость и износостойкость коленчатого вала. Последнее обстоятельство вынуждает увеличить диаметр и уменьшать длину шеек. В новых судовых дизельный двигателях диаметр шеек приближается к диаметру цилиндра, а отношение длины шейки к ее диаметру составляет 0,3-0,5. Для шатунной шейки в V — образных двигателях с рядомстоящими шатунами это отношение лежит в пределах 0,5-0,6. Рамовые и шатунные шейки обычно делают одного диаметра. С целью уменьшения центробежных сил, облегчения вала и повышения его выносливости шейки часто выполняют полыми. В результате этого снижаются напряжения в местах сопряжения шеек и щек. Если полости шеек используются в качестве магистрали подачи масла к подшипникам коленчатого вала, то они должны быть закрыты заглушками. Конструкции заглушек весьма разнообразны. Иногда полости шеек выполняют роль сепараторов масла.

В тронковых и реже в крейцкопфных дизельных двигателях масло для смазки подшипников коленчатого вала подается через сверления в шейках. Отношение диаметра смазочного отверстия к диаметру шейки составляет 0,05-0,11. Из конструктивных соображений масляный канал сверлят, как правило, под углом к оси шейки, что приводит к увеличению концентрации напряжений. По этой причине не рекомендуется делать угол наклона сверления более 30 градусов. Выходы масляных отверстий обязательно закругляют радиусом не менее 0,25 диаметра сверления и тщательно шлифуют.

Щеки коленчатого вала двигателя отличаются многообразием конструктивных форм. Наибольшее распространение получили прямоугольные, трапецеидальные, круглые щеки. Последние находят применение главным образом в валах ВОД дизельного двигателя. Часть материала щек в районе шатунной шейки обычно срезают. Благодаря этому уменьшаются неуравновешенно вращающаяся масса колена. На стадии эскизного проектирования толщиной и шириной щеки задаются. У коленчатых валов судовых дизелей ширина щеки b=(0,9-1,5)D, а толщина зависит от отношения S/D. Для длинноходных дизелях h=(0.3-0.65)D и h=(0.16-0.3)D в случае короткоходных двигателей, как правило, имеющих перекрытие шеек. Перекрытие шеек повышает жесткость коленчатого вала, а поэтому толщину щеки можно уменьшить. Здесь и ниже D- диаметр цилиндра, S — ход поршня.

Галтели (места сопряжения шеек со щеками) являются ярко выраженными концентраторами напряжений. Их следует выполнять с возможно большим радиусом закругления R. Экспериментально установлено, что при увеличении R с 5 до 7 мм предел выносливости возрастает на 30%. В судовых дизельных двигателях R=(0,05-0,1)d, где d — диаметр шейки. Вместе с тем, увеличение радиуса галтели неизбежно вызывает рост длины шейки. Сохранить длину шейки и одновременно уменьшить концентрацию напряжений можно за счет конструктивного совершенствования галтели. Рекомендуется выполнять галтели с поднутрением в шейку и щеку. Однако такие галтели ослабляют сечение в месте концентрации напряжений, в результате повысить прочность в целом не удается. Целесообразно выполнять галтель дугами нескольких радиусов. При этом длина шейки не возрастает, если большим радиусом описывать части галтели, непосредственно примыкающие щеке. Находят применение также эллиптические и параболические галтели.

Противовесы устанавливаются для разгрузки рамовых подшипников от действия центробежных сил, уравновешивания моментов сил инерции вращающихся и поступательно движущихся масс, а также для уменьшения внутренних перерезывающих сил и изгибающих моментов в остове двигателя. Чаще всего противовесы изготавливают в виде цилиндрических сегментов. Объясняется это тем, что такая форма дает наибольшее удаление центра массы противовеса от оси коленчатого вала, а поэтому требует меньшей массы. Противовесы крепят к щекам при помощи шпилек, которые растягиваются центробежной силой. Иногда для разгрузки шпилек делают зубчатое соединение противовеса со щекой. Относительное расположение колен выбирают таким образом, чтобы обеспечить равномерное чередование вспышек, естественное уравновешивание двигателя, минимальную нагрузку рамовых подшипников и умеренные амплитуды колебаний коленчатого вала. Удовлетворить перечисленным требованиям полностью не удается, поэтому задача выбора рациональной схемы заклинки коленчатого вала требует оптимизационного решения. В частности, выполнение условия равномерного чередования вспышек рядного двигателя дает угол между соседними коленами ß =720/I в четырехтактном и ß = 360/I в двухтактном судовом дизельном двигателе, здесь I — число цилиндров. Требование минимизации нагрузки рамовых подшипников вынуждает назначать такую заклинку вала, при которой вспышки следуют в цилиндрах, как можно дальше удаленных друг от друга.

В зависимости от числа колен и их размеров коленчатые валы судовых дизелей изготавливают цельными или состоящими из двух частей, которые стыкуются между собой при помощи фланцевого соединения. Заготовки валов получают ковкой или штамповкой. Так как трудоемкость этих методов прогрессирует по мере увеличения размеров поковки, в последнее время взамен их используют гибку с высадкой. При такой обработке цилиндрический вал подвергается пластической деформации изгибу и осевому сжатию в месте формирования колена. В ряде случаев гибка с высадкой отличается высокой производительностью и дает повышение прочности коленчатого вала. Перед механической обработкой поковки коленчатых валов подвергают низкому отжигу или нормализации. Цель термической обработки — устранение внутренних напряжений и уменьшение твердости стального вала для улучшения его обрабатываемости.

Коленчатые валы больших размеров чаще всего собирают из полусоставных или составных колен. В валах с полусоставными коленами шатунные шейки отковываются вместе со щеками, в которые запрессовываются рамовые шейки. В составных коленах как рамовые, так и шатунные шейки соединяют посредством запресовки. Запресовку осуществляют с натягом и предварительным нагревом соединяемых деталей до 200-300 градусов. Установка шпонок и штифтов не допускается.

Как известно, несущая способность прессового соединения определяется величиной натяга, т.е. значениями контактных напряжений. Вследствие неизбежной релаксации материалов коленчатого вала контактные напряжения уменьшаются. Этот процесс приводит к ослаблению натяга, появлению фретинг-коррозии на сопрягаемых поверхностях и, как следствие, к повышению вероятности проворачивания шеек. Уменьшение скорости релаксации достигается увеличением массы щеки в районе ее сопряжения с шейкой и в конечном итоге определяется радиальной и осевой толщиной щеки.

Для снижения массы щек прессовое соединение деталей коленчатого вала дизельных двигателей иногда заменяют сваркой. В результате такой замены удается уменьшить металлоемкость коленчатого вала на 25-30% и собирать валы с перекрытием шеек. В настоящее время существует два варианта изготовления сварных валов. По первому варианту щеки вместе с половинками шеек отковываются, нормализуются и соединяются сваркой по стыкам половины каждой шейки. Второй вариант предусматривает изготовление ковкой отдельных колен, которые затем соединяются между собой сваркой по стыкам половин рамовых шеек. В обоих вариантах сварные швы располагаются в середине шеек.

Технология сварки элементов коленчатого вала дизеля предусматривает следующие операции. Перед сваркой производится механическая обработка торцов свариваемых половин шеек для обеспечения их параллельности. Свариваемые детали устанавливаются на манипулятор таким образом, чтобы расстояние между торцами составляло 15-20 мм, и подогреваются до температуры 200 градусов. После этого соединяемые детали приводятся во вращение манипулятором с частотой 10-20 об/мин и начинается автоматический процесс электродуговой сварки под флюсом. Круговые сварные швы поочередно наносятся друг на друга, постепенно заполняя металлом торцевой зазор. После сварки производится отжиг коленчатого вала и проверка качества сварных швов. Качество сварки ультразвуковым дефектоскопом.

Коленчатые валы судовых дизельных двигателей стальные. Они изготавливаются из сталей, легированных хромом, никелем, марганцем, молибденом и алюминием. Чаще других применяются, стали 40Х, 35Г, 40Г, 40ХН2МЮА, 38Х2МЮА. Первые три марки обычно служат материалом для валов МОД.

Повышение износостойкости шеек и долговечности коленчатого вала дизельного двигателя в целом достигается поверхностным упрочнением. Благодаря ему в поверхностном слое создаются остаточные сжимающие напряжения, которые в значительной степени препятствуют зарождению усталостных трещин. Среди методов поверхностного упрочнения в судовом дизелестроении наиболее распространены: закалка током высокой частоты, азотирование и обкатка роликами. Высокочастотная закалка относится к производительному и прогрессивному способу повышения поверхностной твердости стали. Однако по причине громоздкости электрического индуктора этот метод применяется пока лишь для упрочнения валов небольших размеров. Более эффективным средством получения высокой твердости является азотирование. Процесс насыщения поверхностного слоя азотом протекает чрезвычайно медленно (примерно около 10 ч для получения слоя глубиной 0,15 мм). Обычно азотирование производят на глубину 0,3-0,6 мм и оно относится к завершающей стадии обработки коленчатого вала. После азотирования подвергают шлифованию только шейки вала. Предел выносливости коленчатого вала двигателя можно еще больше повысить, если подвергать его поверхности механическому наклепу. Весьма успешно эта цель достигается при обкатке роликами галтелей и обжатии шариком краев масляных отверстий. Шейки валов больших размеров также обкатываются роликами. При такой обработке упрочненный слой может достигать нескольких миллиметров, что способствует заметному снижению напряжений в местах их концентрации. Помимо упомянутых известны комбинированные методы поверхностного упрочнения коленчатых валов. Например, шейки и щеки вала азотируют, а галтели либо обкатывают фасонными роликами, либо подвергают обдувке дробью.

устройство и применение ⚡ MAHINA

Содержание:

1. Что такое коленчатый вал?

2. Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля?

3. Устройство коленчатого вала

4. Производство и материалы, из которых изготовлен коленчатый вал

5. Основные неисправности коленчатого вала и их причины

6. Ремонт коленвала: цена вопроса

7. Обслуживание: как сохранить свой коленвал?

Особенности обслуживания и ремонта коленвала авто

Коленчатый вал двигателя – это крайне важный элемент кривошипно-шатунной системы. Деталь отвечает за преобразование энергии, выделяющейся во время сгорания топлива, в движущую силу автомобиля.

Что необходимо знать о коленвале?

Такой элемент преобразовывает движение поршней ДВС в крутящий момент, передающийся посредством трансмиссии колесам машины. Потому при выборе нового элемента следует обращать внимание на размер кривошипа. Такую информацию можно найти, к примеру, в описании к детали.

Применение коленчатых валов с большим радиусом кривошипа приведет к более глубокому поршневому ходу, на который не рассчитан цилиндр. Меньший размер кривошипной части даст возможность увеличить мощность мотора. Это обусловлено повышением скорости вращения детали во время работы ДВС.

Как работает коленчатый вал?

Принцип работы коленвала следующий:

  • После сгорания топлива в цилиндре образуется высокое давление из-за значительного количества образовавшегося газа. Данное усилие выталкивает поршневую головку.

  • Поршень соединен с шатуном. Последний же передает усилие шатунной шейке.

  • Кривошип, ввиду наличия эксцентриситета под действием шатуна, начинает вращать коленвал.

Схема работы данной детали напоминает кручение педалей велосипеда. Когда один кривошип достигает мертвой точки, его выталкивает вверх другой, находящийся в верхней позиции, что делает коленчатый вал бесперебойным источником крутящего усилия.

На одном из концов рассматриваемого элемента крепится маховик. К нему прижимается диск сцепления. Таким образом сила крутящего момента передается коробке передач, а затем колесам авто. Маховик выполняется массивным. Это помогает поддерживать равномерность оборотов между фазами хода поршневой головки.

На другом конце кривошипного элемента находится шестерня под ремень ГРМ. Последний предназначен для передачи вращательного усилия распредвалу, управляющему работой механизма газораспределительной системы. Зачастую привод ГРМ передает вращательный момент водяной помпе, вспомогательным механизмам (к примеру, шкиву генератора, насоса ГУР, кондиционера).

Каково назначение и устройство коленчатого вала двигателя?

Разные модели этих элементов обладают индивидуальными особенностями. Но в общем конструкция такой детали остается одинаковой и состоит из:

  1. Носка, посадочного места под шестеренку привода распредвала.

  2. Коренных шеек – служат средством опоры коленвала при монтаже в картер ДВС. Свободное кручение обеспечивается подшипниками.

  3. Шатунных шеек – расположены вдоль основной оси с небольшим смещением относительно нее. К каждому ошейку может крепиться 1 или 2 шатуна (например, в V-образных моторах).

  4. Противовесов – как уже было сказано, данные составляющие обеспечивают плавность хода кривошипного изделия. Также маховик препятствует образованию деформаций на теле коленвала. Интересующимся, для чего предназначены и как устроены коленчатые валы, следует помнить, что малейший изгиб на теле элемента может привести к клину двигателя.

  5. Щеки – служат средством соединения шатунных и коренных ошейков. Эти составляющие исполняют роль дополнительного противовеса. При увеличении высоты щек растет величина крутящего момента.

Монтируется кривошипный вал в картере мотора посредством коренных подшипников. Они фиксируются сверху крышками. Смещению коленчатого элемента по основной оси препятствуют упорные кольца. В месте установки хвостовика и носка картер ДВС оснащен сальниками.

Типы коленчатых валов

Эти детали бывают полноопорными и неполноопорными. В первых шатунных шеек на 1 меньше, чем коренных. При этом они чередуются между собой. Неполноопорные варианты отличаются большим числом шатунных шеек (иногда смещенных по обеим сторонам щеки).

Процедура производства коленвалов

Ввиду воздействия высоких нагрузок такие детали изготавливают из высокопрочных материалов (чугуна либо стали). Тело кривошипного изделия выполняется в монолитном варианте. Среди видов производства коленчатых валов выделяют методы точения, ковки, литья.

При изготовлении деталей КШМ важно расположение волокон применяемого материала. Чтобы сохранить правильное волоконное строение, применяют гибочные ручьи. После формирования заготовку очищают от окалины (способом травления либо посредством дробометной машины), поддают термической обработке.

Желающим узнать, из чего состоит сырье для производства коленвалов, нужно понимать, что состав сплавов зависит от класса, типа машины. Например, в:

  1. Моделях серийного выпуска – устанавливают чугунные детали, выполненные литейным методом. Такая технология отличается дешевизной.

  2. Спорткарах – применяют стальные кованые элементы. Такие изделия имеют преимуществами в размере, прочности, весе.

  3. Премиум-авто – устанавливают детали, выточенные из цельной заготовки. Эти элементы отличаются долговечностью, надежностью, износостойкостью.

В ходе производства коленвалы балансируют, проверяют чистоту их поверхности. От этого зависит корректность работы изделия.

Наиболее распространенные неисправности кривошипных валов

Самой распространенной проблемой считается износ шатунных шеек коленчатой детали. Эта неисправность появляется ввиду длительного трения частей КШМ между собой. Предупредить такое затруднение невозможно. Другие основные неисправности:

  1. Появление задиров. Причина – недостаточное количество смазки. Из-за этого подшипник частично прилипает к шейке коленчатого вала, ввиду чего на теле кривошипного изделия образуются повреждения.

  2. Деформирование вследствие гидроудара. Такое происходит при попадании в цилиндр жидкости, которую поршневая головка не может сжать.

  3. Разрушение ввиду недостаточной затяжки болта, фиксирующего шкив привода навесных механизмов.

Также проблемы возникают при несвоевременном или неправильном обслуживании элемента.

Стоимость ремонта коленвала, виды ремонтных услуг

Чтобы починить деталь, придется разобрать мотор. Такая операция требует определенного опыта, умений, а также наличия необходимого инструмента. Методы починки основных неисправностей коленчатого вала:

  • Износ, задиры устраняют шлифовкой. Цена зависит от сложности процедуры восстановления, необходимости выполнения балансировки. Последнюю операцию рекомендуется осуществлять, чтобы предупредить вибрацию отремонтированного элемента в ходе работы.

  • Деформации устраняются выравниванием кривошипного изделия. Далеко не все мастера берутся за такое, потому и стоимость услуги достаточно высока.

  • Попадание в цилиндр жидкости устраняется путем определения источника проблемы. Может понадобиться замена связанных с КШМ систем.

Если старый коленвал потрескался, придется купить новый. Следует выбирать оригинал или модель-аналог. Последний вариант поможет сэкономить, но аналоговые детали иногда сильно уступают в качестве оригинальным.

Как правильно обслуживать коленчатый вал?

Чтобы проверить состояние детали, нужно разобрать двигатель автомобиля. Предварительно лучше ознакомиться со схемой коленвала в инструкции производителя. Техобслуживание включает:

  • промывку элемента бензином;

  • визуальный осмотр поверхности изделия, сальников, маховика, подшипников;

  • прочистку масляных каналов;

  • проверку состояния резиновых уплотнителей.

После выполнения всех процедур и обратного монтажа кривошипный элемент необходимо прокрутить. В случае корректной установки ход будет плавным.

Как изготавливается коленчатый вал? – GT Speed ​​


Итак, вы, наверное, задавались вопросом, как делается коленчатый вал?

Ну, есть три основных способа изготовления одного; каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, и каждый подходит для различных приложений. Итак, как изготавливается коленчатый вал?

Литье

Литье коленчатого вала — это самый простой метод его производства, расплавленный металл, обычно железо заливается в форму с точной формой коленчатого вала, после охлаждения чугуна отлитый коленчатый вал передается на токарный станок с ЧПУ, который очищает поверхности вала. .(где будут стоять опорные подшипники)

Они самые дешевые в производстве и, скорее всего, их можно найти в автомобилях эконом-класса.

Вот пример чугунного:

Ковка

Ковка коленчатого вала полностью отличается от литья, в основном раскаленный металл помещается между штампами, которые сжимают его с помощью гидравлического пресса, это делает материал намного прочнее, так как плотность выше и нет пористых мест.

После ковки коленчатый вал обрабатывается точно так же, как литой.

Кованые коленчатые валы

популярны в высокопроизводительных приложениях, поскольку они прочнее литых и могут выдерживать гораздо больший крутящий момент. Они также дороже.

Как изготавливается коленчатый вал? Вот удобная анимация, за которой следует демонстрация автоматического ковочного пресса:

Заготовка обработанная

Коленчатый вал, обработанный заготовкой, изготавливается из цельного куска металла, который сначала обтачивается на токарном станке, затем размещается эксцентрично и снова обтачивается для получения каждой поверхности для шатунных подшипников.

Кривошипные шатуны из заготовки

обычно используются в гоночных автомобилях и автомобилях со сверхвысокими характеристиками, высокая стоимость производства и материалов делает их самым дорогим типом коленчатого вала.

Как изготавливается коленчатый вал? Этот процесс немного сложнее, поэтому демонстрация видео объяснит, как это делается.


Литой и кованый коленчатый вал

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал является основной вращающейся частью двигателя, устанавливается на шатун, может совершать (возвратно-поступательные) движения вверх и вниз при циркуляционном движении (вращении) шатуна.Является важной частью двигателя, и его материал изготовлен из углеродистой стали или чугуна с шаровидным графитом, есть две важные части коленчатого вала: коренная шейка, шатунная шейка (и другие). Коренная шейка установлена ​​на блоке цилиндров, шатун соединен с большим отверстием, маленькое отверстие шейки шатуна соединено с поршнем цилиндра, это типичный кривошипно-ползунковый механизм. Смазка коленчатого вала в основном относится к смазке подшипника между коромысла и смазка двух неподвижных точек. Вращение коленчатого вала является источником энергии двигателя. Также является движущей силой всей механической системы.

Анализ причин поломки коленчатого вала

Разрушение коленчатого вала является серьезной ошибкой двигателя, и разрушение обычно происходит в местах соединения закругленных углов между шатунной шейкой, коренной шейкой и плечом кривошипа или в других участках с повышенной нагрузкой, таких как положение смазочного отверстия шейки.

Основные причины поломки коленчатого вала:

1.Отдельные пользователи из-за неправильного выбора моторного масла или не обращают внимания на очистку и замену, долгосрочное использование масла метаморфизма; Серьезная перегрузка, суперзависание, приводящее к длительной работе двигателя с перегрузкой и сбою записи плитки. Из-за горения плитки коленчатый вал двигателя подвергается серьезному износу. Пользователи могли выбрать ремонт поврежденного коленчатого вала для резервного применения и купить новый установленный. Некоторые пользователи больше думают о стоимости и времени, находят небольшой завод в местном районе для ремонта, серьезно занимаются наплавкой, обработкой, полной термообработкой и шлифовкой на участке серьезного износа коленчатого вала.Из-за методов ремонта и технологических проблем могут возникнуть изменения в соединительном закругленном углу шатунной шейки, коренной шейки и плеча кривошипа, что приведет к локальной концентрации напряжений. Поскольку коленчатый вал изготовлен из стали 45# методом штамповки в закрытых штампах, наплавка также изменит металлографическую текстуру. Таким образом, два вышеуказанных фактора вызовут второй перелом коленчатого вала.

2.После ремонта двигателя сверхвысокая перегрузка без прохождения периода обкатки и перегрузки в течение длительного времени приведет к перегрузке коленчатого вала сверх допустимого предела.

3. При ремонте коленчатого вала применяется наплавочная сварка, разрушающая динамическую балансировку коленчатого вала, а также калибровка балансировки, вызывающая большую вибрацию двигателя, приводящая к поломке коленчатого вала.

4. Из-за плохих дорожных условий серьезная перегрузка сверхвысокого зависания также вызывает выход из строя и разрушение коленчатого вала при крутильных вибрациях.

Литой коленчатый вал

Коленчатый вал является одним из ключевых компонентов автомобильного двигателя, хорошие или плохие характеристики напрямую влияют на срок службы автомобиля.Коленчатый вал работает под большой нагрузкой и постоянными переменными изгибающими и крутящими моментами, распространенными видами отказов являются усталостное разрушение при изгибе и износ шейки. Следовательно, требуется материал коленчатого вала с высокой жесткостью, усталостной прочностью и хорошей износостойкостью. С развитием технологии чугуна с шаровидным графитом его характеристики были улучшены, качественный и дешевый ковкий чугун стал одним из важных материалов для изготовления литых коленчатых валов.

С момента изобретения чугуна с шаровидным графитом в 1947 году, благодаря многолетним усилиям, предел прочности при растяжении увеличился до 600 ~ 900 МПа, приблизившись или превысив уровень углеродистой стали. По сравнению с коваными стальными материалами коленчатый вал из чугуна с шаровидным графитом не только отличается простотой изготовления, простотой и низкой стоимостью, но также поглощает удары, устойчив к истиранию и не чувствителен к поверхностным трещинам.

Для высококачественных материалов, таких как QT800, QT900 для литых коленчатых валов, многие производители литых коленчатых валов также провели множество исследовательских экспериментов, включая исследования легирования, это еще не все, часто необходимо сочетать размер коленчатого вала и использование песка с покрытием из железной формы, оболочки Процесс литья в форму, такой как наполнение таблетки, для достижения вместе, и процесс литья при производстве коленчатого и распределительного вала марки QT600, QT700 имеет большое количество применений и становится тенденцией развития.

Кованый коленчатый вал

Для кованого коленчатого вала, прутка в виде заготовки, выбор поверхности разъема должен учитывать удобство пресс-формы и принимать симметричное линейное разделение. Чтобы не образовывалась складка при формовании, производители штамповки должны добавить процесс прокатки перед изгибом; Точность поворота будет напрямую влиять на управление движением кулачка, чтобы обеспечить качество формовки деталей, а также предварительную ковку перед завершением последовательности ковки.Из-за штамповки в закрытых штампах могут образовываться заусенцы, в итоге осуществляется обрезка. Для сборки требуется двухголовочный вал, поэтому кованый коленчатый вал будет подвергаться механической обработке после штамповки.

Кованый коленчатый вал Примечания:
a.использовать меньше или совсем не нагревать заготовку для окисления, охлаждая кованые коленчатые валы в антиокислительной среде, чтобы предотвратить вторичное окисление.
b. Используйте составной штамп для коррекции обрезки, уменьшите деформацию обрезки кованых ключевых секций коленчатого вала.
c.строгий контроль температуры пресс-формы, твердости пресс-формы, условий смазки и т. д. Таким образом, чтобы продлить цикл износа пресс-формы.

Для получения дополнительной информации о кованых коленчатых валах, следуя руководству по проектированию кованых коленчатых валов…

Литой и кованый коленчатый вал

Литой коленчатый вал — это одноразовый процесс формовки, в то время как кованый коленчатый вал нужно штамповать много раз. Да и дальнейшие процессы термообработки тоже не те. Со стороны внутренней организации производительность кованого коленчатого вала более стабильна, чем у литого коленчатого вала.Литые коленчатые валы будут иметь ряд дефектов, таких как песчаные отверстия, ослабление, расслоение и т. д.; Напротив, внутреннее зерно кованого коленчатого вала однородно, что исключает дефекты сырья, дефекты ткани и так далее. Таким образом, самая большая разница между литым и кованым коленчатым валом заключается в том, что мы можем добиться лучшей внутренней структуры и уменьшить разрушение коленчатого вала.

Кованый коленчатый вал, изготовленный на нашем заводе

Мы являемся опытным производителем кованых коленчатых валов различных размеров. И мы можем изготовить кованый коленчатый вал на заказ из любых материалов (как выбрать материалы для кованого коленчатого вала), наша техническая команда также даст вам наши предложения, чтобы сделать ваши детали идеальными. Просто свяжитесь с нами, если вам нужны кованые коленчатые валы.

Как это сделано: коленчатые валы Lunati

Происхождение Лунати читается как многие из успешных, давних компаний в мире хот-родов: Джо Лунати был дрэг-рейсером, который строил свои собственные двигатели и тестировал распределительные валы в своем спортивном автомобиле NHRA A/Modified Sports, и даже заточил несколько своих собственный.Этот опыт шлифовки/испытания кулачков привел его к открытию собственного бизнеса по производству кулачков, и в 1968 году Lunati Cams открыла свои двери. С первого дня он работал с гонщиками, чтобы помочь им победить. Знакомая история, да?

К середине 90-х компания также производила коленчатые валы, стала Lunati Cams & Cranks и сегодня является еще более крупной и прибыльной компанией с гораздо большими маркетинговыми и производственными возможностями. Но философия Джо по созданию отличных деталей при работе с гонщиками по-прежнему неизменна.

Эта история посвящена коленчатым валам Lunati, которые бывают двух разных типов: линейка Voodoo и серия Signature. Обе линии представляют собой поковки без перекручивания, изготовленные из стали 4340 и подвергнутые нитридной термообработке с микрополированными шейками и облегчающими отверстиями. Оба очень сильные. Когда дело доходит до высокопроизводительного двигателя, вам нужен самый прочный коленчатый вал, который вы можете себе позволить, так как это, возможно, самая нагруженная часть двигателя.

Подумайте об этом: мы тратим много денег на детали, которые подают воздух в двигатель и из него, такие как головки цилиндров, компоненты клапанного механизма и системы впуска, чтобы производить мощность.Но эта мощность должна быть передана от камеры сгорания к трансмиссии, и это работа коленчатого вала. Вы не можете увидеть его в действии, но это невероятно важный компонент двигателя — когда коленчатый вал ломается, вам часто приходится просто выбрасывать оставшуюся часть шорт-блока.

Чем один коленчатый вал отличается от другого? Существуют различные используемые материалы, этапы обработки, варианты и качество, и все они влияют на производительность и долговечность коленчатого вала.Давайте посмотрим на предложения Lunati.

Чугун в сравнении с кованым

Если не принимать во внимание очень дорогие кривошипы из заготовок, два разных строительных блока голого коленчатого вала представляют собой отливку или поковку. При отливке изготавливают форму и заливают в нее расплавленный металл для создания необработанной отливки. Этот метод экономичен, инструмент служит долго, а необработанная отливка выходит из формы очень близко к требуемой окончательной форме, что сводит к минимуму требования к окончательной обработке.

Все эти характеристики делают литые шатуны недорогими, и они чаще всего используются в OEM-приложениях и приложениях с низкими эксплуатационными характеристиками. Lunati не предлагает литые шатуны, так как они считаются товарными деталями и не являются тем, на чем они решили сосредоточиться. Кованая рукоятка начинается с совершенно другого процесса формирования металла. При ковке горячий кусок стального проката помещается между тяжелыми штампами, имеющими форму коленчатого вала.

Под экстремальным давлением ковочного пресса металл сжимается до базовой формы кривошипа.Сила, связанная с ковкой, помогает выровнять внутреннюю структуру зерна материала. Это создает гораздо более прочный коленчатый вал, чем литой, но увеличивает расходы.

Коленчатый вал нагнетателя серии Signature от Lunati для двигателей Gen III/IV LS. Он имеет ход 4500 дюймов, 2559 основных шеек, 2100 шатунных шеек и принимает шатуны LS длиной до 6300 дюймов. Он также поставляется с 58-зубчатым тормозным колесом. Кривошип имеет номер детали 80845001, а цена на момент написания этой статьи составляет 2056,71 доллара США.

Скрученные и нескрученные поковки

Вы часто слышите, что конструкция коленчатого вала представляет собой скрученную или нескрученную поковку. Очевидно, это относится к тому, как кривошип выкован, но это важно учитывать, поскольку это влияет на долговечность.

По словам  Дэвида Чемберлена из Lunati , «скручивающая поковка имеет шатунные шейки, выкованные в одной плоскости, а затем, после того как кривошип выкован, определенные коренные шейки нагреваются и скручиваются относительно коленчатого вала, чтобы расположить шейки под требуемым углом». .Незакрутка выковывает весь кривошип в двух плоскостях, так как он с самого начала будет в готовом виде. Все штифты стержней находятся под нужными углами».

Основные отличия заключаются в прочности и износе матрицы. Ковка кривошипа в процессе без кручения, ставшая возможной благодаря улучшениям в производстве поковок, на самом деле увеличивает износ матрицы, поэтому машины приходится чаще обслуживать, но увеличение прочности за счет поковки без кручения бесспорно. Как сказал Чемберлен: «Рекорды говорят сами за себя.Сегодня почти ни одна производительная компания не занимается твист-ковкой из-за боязни провала». Не случайно все коленчатые валы Lunati изготовлены из ковки без кручения.

Серия Voodoo Versus Signature

Неправильно называть линейку шатунов Lunati Voodoo «начальным уровнем», поскольку они представляют собой высококачественные детали, очень прочные и точные, но по сравнению с шатунами серии Signature для них требуется меньше операций по механической обработке. Тем не менее, для производителя двигателей с более скромным бюджетом они являются отличным выбором для всех двигателей, кроме самых мощных.Как упоминалось выше, шатуны Voodoo изготавливаются из поковки без перекручивания 4340, и все шатуны Voodoo проходят термообработку нитридом с микрополировкой шеек для еще большей прочности. Облегченные отверстия в шатунных шейках уменьшают инерционный вес коленчатого вала для более быстрого вращения.

Здесь показаны два коленчатых вала из линейки Lunati Voodoo (слева) в сравнении с одним коленчатым валом из линейки Signature Series (справа). Оба являются высококачественными поковками, а шатуны Signature имеют несколько дополнительных функций, таких как основные перфорированные отверстия для уменьшения общего веса коленчатого вала и контурные противовесы для уменьшения сопротивления воздуха.

Технические термины

Пистолетное сверление

Неудивительно, что сверление ружья получило свое название от способа сверления ствола ружья. Инструмент для ружейного сверла отличается от стандартного сверла своей уникальной геометрией головки, позволяющей просверливать глубокое и идеально прямое отверстие.

Почему это важно для коленчатого вала? Согласно Чемберлену, «сверление пистолетом в основном используется для уменьшения общей массы коленчатого вала. Это ничего не делает для инерции вращения двигателя, учитывая, что вес удаляется от центра вращения коленчатого вала, но уменьшает общий вес двигателя и, следовательно, вес транспортного средства, и мы все знаем, что легче машина — это более быстрая машина.

Облегченный и профилированный

Чтобы объяснить профилирование шатунной шейки, подумайте о маховиках. Тяжелый маховик несет больше запасенной энергии, чем легкий маховик при тех же оборотах. Эта энергия затрудняет запуск тяжелого и/или маломощного автомобиля, но она потребляет энергию, пытаясь разогнать его до нужной скорости.

Более легкий маховик (обычно используемый в мощных, легких автомобилях) может не содержать такой же энергии, но он позволяет двигателю разгоняться намного быстрее. Коленчатый вал имеет тот же основной эффект.

Чемберлен объяснил: «Профилирование и облегчение шейки штанги — это совсем другая история, чем сверление пистолетом. Когда мы удаляем массу с коленчатого вала, который находится вдали от центра вращения, мы уменьшаем момент инерции коленчатого вала. Когда момент инерции вращающегося объекта увеличивается, требуется больший крутящий момент для увеличения скорости вращения объекта.

С точки зрения непрофессионала, более высокий момент инерции крадет крутящий момент ваших рабочих ходов только для того, чтобы провернуть сам коленчатый вал.Все это показывает нам, что, когда мы вытягиваем массу из области штифта на коленчатом валу, мы уменьшаем крутящий момент, необходимый для увеличения скорости коленчатого вала, и больше мощности передается на землю, а не расходуется на вращение тяжелых деталей».

Шагом вперед по сравнению с линейкой Voodoo являются коленчатые валы серии Signature, которые, по словам Лунати, являются «самыми прочными коленчатыми валами, которые вы найдете для своего двигателя». Хотя это смелое заявление, особенно если рассматривать кривошипы из заготовок, кривошипы Signature доказали свою способность выдерживать нагрузки мощностью более 1500 лошадиных сил.Если вы превысили этот уровень мощности, значит, вы находитесь в другой лиге, чем средний парень.

Кривошипные шатуны серии Signature обладают всеми характеристиками шатунов Voodoo, добавляя к ним перфорированную главную магистраль и контурные противовесы крыла, которые уменьшают сопротивление воздуха в картере. Каждый коленчатый вал серии Signature подвергается импульсной плазменной нитридной термообработке для повышения прочности и долговечности.

Лучше всего под давлением

В серию Signature входят коленчатые валы Signature Blower.Они предназначены для двигателей с нагнетателем, которые известны тем, что создают огромные нагрузки на головку коленчатого вала через шкив, вращающий нагнетатель. Известно, что в этом приложении более слабые кривошипы отрывают головку от коленчатого вала. Эта проблема, связанная с демпфером на двигателях вентилятора, является одной из наиболее распространенных проблем, с которыми Lunati сталкивалась в коленчатых валах, поэтому они создали линейку кривошипов вентилятора, специально предназначенных для решения этих ситуаций.

Чемберлен сказал: «Мы уже размещаем глубокое сверло на головке наших шатунов серии Signature, но на наших шатунах серии Blower мы увеличиваем резьбу болта, чтобы дать покупателю возможность использовать болт большего размера и увеличить крутящий момент, прикладываемый к болт, чтобы демпфер крепче держался.Кроме того, мы добавили дополнительный шпоночный паз напротив стандартного шпоночного паза на носу, чтобы надежно зафиксировать демпфер на месте. Это создает пуленепробиваемую комбинацию воздуходувок, которая отлично подходит для любого типа гонок».

Наконец, шатунная шейка номер один не просверлена для увеличения прочности возле передней части коленчатого вала. Какой кривошип лучше всего подходит для вашего двигателя?

Чемберлен сказал: «Мы советуем нашим клиентам перейти на коленчатые валы Signature по нескольким причинам. Один будет для приложений сумматора мощности.Наши шатуны Signature специально разработаны для того, чтобы выдерживать высокие нагрузки от таких усилителей мощности, как закись азота, воздуходувки или турбины. Как правило, мы также советуем нашим клиентам использовать шатуны Signature в экстремальных морских условиях. Это действительно распространено на рынке крупноблочных автомобилей Chevy, где многие коленчатые валы серии Signature Lunati используются в быстрых лодках».

Как производится коленчатый вал Lunati

Все коленчатые валы Lunati начинают свою жизнь как некрученая поковка из стали 4340, которая поступает из одного из нескольких литейных цехов, используемых Lunati (большинству компаний непомерно дорого иметь собственное литейное производство), которая затем подвергается множеству операций механической обработки.

Изготовление коленчатого вала Lunati — долгий и сложный процесс, для которого требуется несколько машин и большой опыт. Это кропотливая работа, требующая десятков точных измерений, которые необходимо постоянно проверять и перепроверять, а затем снова проверять в процессе, как вы увидите здесь.

Это необработанная поковка, поскольку Лунати получает ее из литейного цеха.

После подготовки поковки к обработке ее помещают на токарно-фрезерный станок с ЧПУ или станок GFM. Здесь сверлятся смазочные отверстия, обрабатываются коренные и шатунные шейки, а также обрабатываются противовесы.

 

Одной из первых операций механической обработки является вырезание контурного крыла на противовесах для уменьшения веса и парусности.

Затем кривошип помещается на токарный станок, а в его выступе просверливается и нарезается резьба для установки болта балансира. Нить заканчивается в центре первой основной, что создает нагрузку на нить там, где увеличенный материал помогает уменьшить нагрузку на носик.

Далее он перемещается на более крупный токарный станок для пушечного сверления со специальной насадкой, помогающей снять лишний вес.

Каждая рукоятка серии Lunati Signature детализируется вручную. Пневматические шлифовальные машины используются для сглаживания необработанных шероховатостей, оставшихся после ковки.

На этом же этапе контурное крыло смешивается с остальной частью кривошипа, чтобы создать более плавные переходы, которые еще больше уменьшают сопротивление воздуха.

Затем он поступает в шлифовальный станок для действительно точных операций. Выступ точно отцентрован в станке, образуя прочную опорную точку, от которой запускается остальная часть шлифования кривошипа.Это очень важный этап в процессе обработки.

После того, как он выровнен в машине, оператор обнуляет машину для точного линейного определения местоположения, затем шлифует носик кривошипа и поверхности уплотнения.

После этого шлифовальный круг заменяется на круг с точной чистовой шириной каждой коренной шейки. На этом этапе кривошип удерживается носиком и пилотным шагом гибкой пластины и снова проверяется на ноль. Именно на этом этапе наиболее важным становится точное шлифование морды.Каждая магистраль отшлифована с допуском менее 0,0004 дюйма.

Далее шлифуются шатунные шейки. Опять же, кривошип удерживается носиком и направляющим фланцем гибкой пластины, чтобы обеспечить идеальную прямолинейность внутри машины, и машина точно отрегулирована для достижения наиболее точного хода.

После завершения шлифовки кривошип направляется в полировальную систему QPAC, где полируется каждая отшлифованная поверхность, чтобы обеспечить чистоту поверхности цапфы 5RA или менее. Полировка производится до процесса нитридной закалки, так как отполировать закаленную деталь гораздо сложнее.

Шатуны серии Signature обрабатываются в установке Eltropuls Nitrider с использованием усовершенствованного процесса импульсно-плазменного азотирования. Азотирование нагревает кривошип в среде, где воздух полностью удаляется перед его заменой азотом и другими газами во время тщательно контролируемого процесса нагрева, который увеличивает твердость поверхности и смазывающую способность.

Последний шаг — балансировка кривошипа. Бобышки регулируются для каждого применения и устанавливаются на коленчатый вал, затем он вращается на балансировочном станке, чтобы найти и устранить любой дисбаланс.

Кривошип проверяется на качество, чтобы убедиться, что допуски идеальны, прежде чем он покинет магазин.

Говорят, что распределительный вал — это мозг и/или сердце двигателя. По той же аналогии коленчатый вал следует рассматривать как основу двигателя, поскольку он играет ключевую роль в передаче возвратно-поступательного движения (движения поршней и штоков вверх и вниз) во вращательное движение маховика и трансмиссии. Стандартные литые коленчатые валы могут потреблять ограниченную мощность, поэтому во время восстановления (или если вы планируете значительно увеличить мощность) необходимо подумать о выборе коленчатого вала.Как мы уже показали, у Lunati есть высококачественные кованые коленчатые валы практически для любой комбинации двигателей.

Руководство по коленчатому валу для сборки крупнодюймовых двигателей LS • Двигатель LS своими руками

Еще в каменном веке создания ходовых двигателей, который был всего около 15 лет назад, мастерам хот-родов приходилось довольствоваться незначительным увеличением рабочего объема с помощью примитивных средств, таких как смещение. производство шлифовки коленчатых валов. К счастью, это уже не так. Из-за появления доступных коленчатых валов на вторичном рынке в последнее десятилетие кубические дюймы стали дешевле, чем когда-либо, а установка кривошипа с длинным рычагом — самый простой способ увеличить рабочий объем.Поскольку наше хобби резвится в золотой век лошадиных сил, ни один компонент двигателя, за исключением головки блока цилиндров, не продвинул дело так сильно, как современный коленчатый вал.

 


Этот технический совет взят из полной книги «КАК НАГНЕТАТЬ И ТУРБОНАГНАТЬ ДВИГАТЕЛИ GM СЕРИИ LS». Подробное руководство по этому вопросу можно найти по этой ссылке:
.
УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

 

ПОДЕЛИТЕСЬ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:  Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете.Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://lsenginediy.com/crankshaft-guide-for-building-big-inch-ls-engines/


 

Простое увеличение хода стандартного LS1 с диаметром цилиндра 3900 дюймов с 3622 дюймов до 4000 дюймов добавляет 36 кубических сантиметров к рабочему объему. Так что, если ваш санкционирующий орган не запрещает это, вы, вероятно, ищете новую рукоятку, если вы строите двигатель. Однако вариантов много, и не все чудики созданы одинаково, что вызывает много вопросов.Должны ли вы согласиться на литую стальную деталь или перейти на ковку? В чем разница между стальными сплавами 5140, 4130 и 4340? Соответствует ли заготовка своей загадочности? И, самое главное, какой коленчатый вал подходит для вашей области применения? К счастью, эта глава помогает во всем разобраться.

 

Небольшое увеличение хода приводит к значительному увеличению рабочего объема, поэтому коленчатый вал с длинным плечом лежит в основе каждого крупногабаритного двигателя. Огромный объем недорогих коленчатых валов на рынке — это то, что заставило остальную часть рынка послепродажного обслуживания разрабатывать блоки и головки цилиндров, которые могут идти в ногу со временем.

 

Ход для смещения

По сути, увеличение рабочего объема двигателя предполагает использование дополнительного пространства внутри цилиндров и картера. Поскольку это перемещает поршни дальше вверх и вниз по отверстиям, существует практический предел того, насколько можно увеличить ход, прежде чем возникнут проблемы с зазором. По мере увеличения хода коленчатого вала расстояние между осевой линией кривошипа и шатунными шейками увеличивается.Это толкает противовесы коленчатого вала дальше наружу, уменьшая зазор между противовесами и направляющими масляного поддона. Кроме того, более длинные ходы увеличивают угловатость шатунов, поскольку они качаются из стороны в сторону в блоке, заставляя их приближаться к нижней части гильз цилиндров и картеру. Еще одна область, на которую следует обратить внимание, — это зазор между штоком и распределительным валом, поскольку более длинные ходы толкают шатуны ближе к распределительному валу, а поршни приближаются к ВМТ.

К счастью, ни одна из этих проблем не является непреодолимой.Низкопрофильных противовесов, распределительных валов с малым основанием и тщательной шлифовки блока обычно достаточно, чтобы обеспечить достаточный зазор для всех движущихся компонентов. Тем не менее, важно помнить, что чем длиннее ход коленчатого вала, тем больше он раздвигает пределы доступного пространства внутри блока. Как правило, при тщательном подборе деталей серийный блок GM может безопасно вместить 4000-дюймовый кривошип. Тем не менее, некоторые производители двигателей решили сделать еще один шаг вперед, выпустив 4. 100- или 4.125-дюймовый ход. И то, и другое можно подогнать, но использование слишком короткого шатуна, безусловно, может привести к тому, что поршень окажется слишком далеко от стенки цилиндра. В таком случае настоятельно рекомендуется использовать поршни, изготовленные по специальному заказу и предназначенные для уменьшения поршневых колебаний в нижней мертвой точке.

 

Заводские коленчатые валы

Большинство серийных коленчатых валов LS отлиты из чугуна с шаровидным графитом и доказали свою надежность при работе с двигателями высокой мощности. Они имеют прокатанные галтели на шатунных шейках для повышения прочности и выточки с переменным радиусом на противовесах для увеличения площади поверхности.Многие хот-роддеры доводили штатные литые шатуны до 500 л.с. и 7000 об/мин без сбоев. В отличие от малоблочных двигателей первого поколения, которые изготавливались с различными диаметрами коренных шеек, несколькими конструкциями задних коренных уплотнений и внутренней и внешней балансировкой, двигатели LS имеют гораздо более универсальную конструкцию коленчатого вала. Это означает, что существует большая взаимозаменяемость, что упрощает процесс сборки двигателя хода. Большинство заводских коленчатых валов LS имеют ход поршня 3,622 дюйма; единственными исключениями являются 4.000-дюймовые узлы, установленные на LS7, и 3,267-дюймовые кривошипы, используемые в двигателях грузовиков объемом 4,8 л. Все коленчатые валы Gen III/IV имеют общие коренные шейки диаметром 2,559 дюйма и шатунные шейки диаметром 2,100 дюйма. LS7, LS9 и LSA — единственные малоблоки LS, оснащенные коваными коленчатыми валами с завода.

 

При более длинном ходе поршень перемещается дальше по отверстию в НМТ, уменьшая зазор между противовесами и юбками поршня. Убедившись в отсутствии помех, необходимо найти баланс между высотой противовеса, конструкцией юбки поршня и длиной шатуна.

 

Коленчатый вал LS7 длиной 4000 дюймов является самым длинным коленчатым валом, когда-либо использовавшимся в любом маленьком блоке Chevy любого поколения. Он выкован из стали 4140 и имеет кривошип, который почти на 1 дюйм длиннее, чем у стандартного кривошипа Gen III/IV; он сделан длиннее, чтобы вместить масляный насос с сухим картером. С выпуском Gen IV LS2 в 2005 году GM начала замену 24-зубчатых тормозных колес на 58-зубчатые. (© Корпорация GM)


По большей части 3,622-дюймовые коленчатые валы, используемые в 5.Двигатели 3L, 5,7L, 6,0L и 6,2L Gen III/IV одинаковы. Несколько заслуживающих внимания отличий — это более толстые фланцы маховика / гибкой пластины, которые использовались во многих двигателях грузовиков Vortec, и 58-зубчатые (вместо предыдущих 24-зубчатых) неохотные колеса, которые GM начала постепенно внедрять с введением малых блоков Gen IV. в 2005 г. Кроме того, все коленчатые валы серии LS, выпущенные до 2009 г., имеют универсальную схему маховика / гибкой пластины с шестью болтами. С 2009 года LSA использует схему с восемью болтами, которую он разделяет с кривошипом GMPP LSX454, а кривошип LS9 имеет схему с девятью болтами.

 

Область кривошипа, известная своими отказами, находится там, где шатунная шейка встречается с противовесом. Некоторые утверждают, что процесс ковки усугубляет это состояние, поскольку именно в этой области поток зерен растягивается и искривляется.

 

Кривошипные шатуны

для вторичного рынка обычно имеют закругление на краю шейки, чтобы уменьшить площадь концентраторов напряжения и повысить долговечность. Для этого вдавливают валик в край, чтобы уплотнить металл и создать плавный переход.Острый рифленый край типичен для заводских шатунов, но стандартная конструкция LS является исключением из правил. В дополнение к радиусу галтели стандартные кривошипы LS имеют выточки переменного радиуса на противовесах для увеличения площади опорной поверхности.


Ни одно из этих изменений не влияет на производительность. Заводской компьютер использует неохотное колесо для определения положения коленчатого вала, поэтому важно убедиться, что колесо и компьютер совместимы. На вторичном рынке предлагаются шатуны с редукционными колесами обоих стилей, и при необходимости колеса также можно снимать и заменять.

Поскольку все коленчатые валы LS имеют одинаковые диаметры коренных и шатунных шеек, они подходят к любому блоку LS. Это позволяет прикрутить 4000-дюймовый кривошип LS7 к блоку объемом 5,3 л, 5,7 л, 6,0 л или 6,2 л для увеличения рабочего объема. К сожалению, эти шатуны трудно сбалансировать, так как они были разработаны для использования со сверхлегкими титановыми шатунами, установленными в LS7. Точно так же 3,622-дюймовый кривошип также может быть установлен в двигателе Vortec объемом 4,8 л для усиления 32 куб. См, но такая замена на практике очень редка, потому что двигатель 325 куб. -блоки.Из-за доступности коленчатых валов на вторичном рынке они являются гораздо более популярной альтернативой для прокачки двигателя. Они предлагаются с различной длиной хода от 3,622 до 4,600 дюймов.

 

   
 

Коленчатые валы с удлиненными коленчатыми валами обеспечивают не только дополнительный рабочий объем, но и преимущества в прочности, которые они обеспечивают. Типичный ходовой двигатель не только развивает большую мощность, чем серийный двигатель, но и развивает большее число оборотов в минуту. По мере увеличения числа оборотов изгибающие и скручивающие нагрузки, передаваемые через кривошип, резко увеличиваются.Штатные коленчатые валы из чугуна с шаровидным графитом никогда не предназначались для работы в таких условиях, поэтому поковки на вторичном рынке настоятельно рекомендуются для двигателей мощностью более 500 л. Кривошипные шатуны премиум-класса из кованой стали легко выдерживают более 1000 л.с., и, учитывая, как легко добиться серьезной мощности с помощью смолл-блока LS, их популярность неудивительна.

 

Как и кривошип LS7, коленчатые валы LS9 и LSA изготовлены из кованой стали.Поскольку коленчатый вал должен справляться с трудностями при работе с нагнетателем, он имеет шпоночный паз, встроенный в головку кривошипа, чтобы предотвратить вращение гармонического балансира со своего места. (© Корпорация GM)

 

Литой, кованый и заготовочный

Двумя наиболее важными факторами, определяющими прочность коленчатого вала, являются материал, из которого он сделан, и способ обработки этого материала. Литье и ковка — два наиболее распространенных метода производства, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.Литые кривошипы начинают свою жизнь как жидкий чугун или сталь, которые заливают в форму. Это позволяет необработанной отливке близко походить к своей окончательной форме, что снижает объем требуемой окончательной обработки. Поскольку оборудование, необходимое для производства литых шатунов, относительно недорогое, очевидно, почему OEM-производители, включая GM, предпочитают именно их. Литые стальные шатуны на вторичном рынке обеспечивают значительное повышение прочности, и их можно приобрести всего за 500 долларов.

 

При сравнении литой рукоятки (слева) с кованой рукояткой (справа) становится очевидным, почему кованый узел имеет более высокую цену.Шероховатая поверхность отлитого кривошипа показывает, что требуется очень небольшая отделочная обработка, поскольку в процессе литья получается форма, очень похожая на конечный продукт. Более гладкий и изысканный внешний вид кованого кривошипа свидетельствует о том, что после того, как кривошип покидает ковочный штамп, требуются обширные операции по механической обработке.

 

Отличить литую рукоятку от кованой на бирже или на eBay несложно. Литые кривошипы имеют отчетливую линию разъема, остаток от того места, где литые сердечники были отделены в процессе производства.


Напротив, процесс ковки требует мощных прессов и более сложных операций окончательной обработки. Ковка включает в себя нагрев цилиндрической заготовки металла до расплавленного состояния, а затем придание ей формы с помощью 200-тонных прессов и штампов. Именно это сжимающее действие создает более прочный конечный продукт по сравнению с отливкой. В отливке зернистая структура очень слабо скреплена. В поковке сила пресса сжимает зерна вместе, так что они становятся одним однородным потоком зерен.Поскольку пространство между молекулами сжимается, они вынуждены связываться друг с другом, что значительно повышает прочность. Фактически, кованые кривошипы с малым блоком обычно развивают мощность более 1000 л.с.

По сравнению с литым кривошипом недостатком поковки является стоимость. Мощные гидравлические прессы, используемые в процессе ковки, стоят не менее 100 000 долларов, поэтому производители послепродажного обслуживания должны продать огромное количество кривошипов, прежде чем они хотя бы возместят затраты на оборудование. Это приводит к более дорогому продукту, обычно около 900 долларов.

Шатуны из заготовки тесно связаны с коваными кривошипами. Как и поковка, кривошип представляет собой большой цилиндрический слиток стали. Однако в то время как кованый кривошип сжимается в процессе ковки, стальной слиток, используемый в кривошипе из заготовки, уже выкован, хотя и не так сжат, как в кованом кривошипе. Ключевое различие между ними заключается в том, как слитки превращаются в кривошипы.

Металлический стержень, используемый для изготовления кованого 4000-дюймового кривошипа Gen III/IV, имеет размеры около 4.75 дюймов в диаметре, а общая ширина кривошипа достигает 6,75 дюймов, когда процесс ковки завершен. Металлический стержень, используемый в кривошипе из заготовки с таким же ходом, намного больше, примерно 8 дюймов, и весит 350 фунтов по сравнению с металлическим стержнем весом 150 фунтов, используемым для изготовления кованого кривошипа.

Вместо того, чтобы скручивать и растирать металл в разных направлениях, как это делается при ковке, фрезерный станок с ЧПУ обтачивает металл кривошипа заготовки до его окончательной формы, поэтому структура зерна проходит параллельно по всей длине кривошипа.Из-за увеличения количества материалов и труда по сравнению с кованым кривошипом коленчатые кривошипы являются самыми дорогими из всех. Индивидуальные одноразовые экземпляры стоят около 3000 долларов.

 

Кривошипные шатуны, подобные этому 4000-дюймовому шатуну от Bryant Racing, обладают максимальной прочностью. Тем не менее, изготовленный на заказ кривошип из заготовки стоит от 2000 до 3000 долларов, а кованый узел работает так же хорошо для большинства уличных двигателей за небольшую часть цены.


Высокая цена делает кривошип из заготовки нецелесообразным для обычного уличного/полосного мотора.Однако, если деньги не имеют значения, кривошипы из заготовок представляют собой вершину прочности. По своей природе поковка не такая прочная, как заготовка, потому что процесс ковки растягивает и сдвигает структуру зерна. Поковка начинается с круглого металлического стержня, который скручивается и поворачивается, чтобы заставить стержень бросаться. То, что раньше было осевой линией стержня, теперь смещено, а зерна растягиваются, травмируются и ослабевают, хотя некоторые его участки значительно прочнее, чем в отливке. В заготовке нет областей с концентрацией напряжений, потому что структура зерна проходит параллельно всей длине кривошипа.Поковки прочнее заготовки в болтах и ​​осях, потому что металл не растягивается и не срезается, но не в коленчатых валах. Самые требовательные виды гонок, в том числе NHRA Top Fuel, NASCAR Sprint Cup и Формула-1, полагаются на кривошипы из заготовки.

 

Прочность

Прежде чем углубляться в специфику металлургии, упомяну, что есть прочностные характеристики, универсальные для всех отливок и поковок, которые ничего не стоят. В лаборатории металл часто проверяют на прочность, растягивая 1-дюймовый круглый стержень до тех пор, пока он не сломается.Прочность на растяжение относится к величине силы, необходимой для начала растяжения стержня. Предел текучести описывает усилие, необходимое для продолжения разрыва стержня. Разница между пределом прочности при растяжении и пределом текучести между отливками и поковками значительна. При литье поперечное сечение стержня нужно уменьшить только на 6 процентов, прежде чем оно сломается, а при ковке поперечное сечение можно уменьшить на 20 процентов, прежде чем стержень сломается.

 

Чтобы сбалансировать это 4.500-дюймовый кривошип Callies пришлось добавить к противовесам несколько кусков тяжелого металла. Длинный ход требует уменьшения высоты противовесов, чтобы обеспечить достаточный зазор юбки поршня, и необходимо добавить тяжелый металл, чтобы компенсировать потерю массы.

 

Перекрытие кривошипа — это просто части шатуна и коренных шеек, которые перекрывают друг друга. Кривошипные шатуны перемещают шейку штока дальше от основной шейки, тем самым уменьшая перекрытие. Уменьшение диаметра шатунной шейки или основной шейки снижает паразитное трение, но снижает прочность.

 

Не так давно кованые коленчатые валы начального уровня строились из сплавов 5140 и 4130. В наши дни более низкие производственные затраты позволили компаниям послепродажного обслуживания, таким как Compstar, Eagle и Scat, предлагать коленчатые валы премиум-класса 4340 примерно по той же цене, что и шатуны, изготовленные из менее качественных металлов. Следовательно, поковки 5140 и 4130 в наши дни не распространены.

Кроме того, проектирование прочного кривошипа — это попытка найти баланс между твердостью и пластичностью.Повышенная твердость может привести к более прочному кривошипу, но он все равно должен иметь некоторую податливость, чтобы он мог сгибаться без растрескивания, свойство, которое называется пластичностью. Хороший способ объяснить пластичность — сравнить стекло с резиной. Стекло очень твердое, но легко трескается, поэтому оно не пластичное. Резина легко гнется, поэтому она очень пластична, но не тверда. Как и удочка, кривошип в идеале должен немного прогибаться под нагрузкой, но он должен возвращать форму без постоянной деформации. На самом деле шатуны прогибаются под нагрузкой, а в двигателе с алюминиевым блоком они могут прогибаться до .200 дюймов.

Отличительной чертой кованых шатунов премиум-класса является их способность быть чрезвычайно твердыми при сохранении пластичности. Идеальный кривошип — это тот, который может быть очень твердым и сохранять свою форму, чтобы равномерно распределять нагрузки на подшипники по всему кривошипу, но при этом иметь достаточную пластичность, чтобы предотвратить растрескивание. Как правило, по мере увеличения твердости кривошипа увеличивается и его прочность на растяжение. Более высокое содержание углерода в стали увеличивает твердость, но при этом теряется пластичность. Вот почему слишком много углерода в кривошипе не всегда хорошо. Чугун является наименее пластичным материалом, используемым для изготовления кривошипов, и следующим шагом вверх по лестнице является сплав 5140, за которым следуют сплавы 4130 и 4340. По мере увеличения шкалы вы можете увеличивать твердость без ущерба для пластичности.

 

Не так давно кованые коленчатые валы начального уровня производились из сплавов 5140 и 4130. В наши дни более низкие производственные затраты позволили компаниям послепродажного обслуживания, таким как Compstar, Eagle и Scat, предлагать коленчатые валы премиум-класса 4340 примерно по той же цене, что и шатуны, изготовленные из менее качественных металлов.Следовательно, поковки 5140 и 4130 в наши дни не распространены.

 

Металлургия

В сплаве, состоящем в основном из железа, небольшое количество металла, добавляемого к этому железу, определяет разницу в прочности между различными сортами стали. Набор стандартов, установленных Американским институтом чугуна и стали (AISI), определяет содержание марок металлов, помимо их номенклатуры. Как правило, увеличение содержания углерода по отношению к железу повышает прочность.Самые простые кривошипы изготовлены из чугуна, прочность на растяжение которых обычно составляет от 70 000 до 80 000 фунтов на квадратный дюйм. Небольшое увеличение содержания углерода в железе дает железо с шаровидным графитом, в результате чего предел прочности при растяжении составляет примерно 95 000 фунтов на квадратный дюйм. Оба материала широко используются OEM-производителями, но они не соответствуют требованиям вторичного рынка ходовых кривошипов. Литая сталь, обычно используемая в коленчатых валах начального уровня послепродажного обслуживания, имеет большее содержание углерода, чем чугун с шаровидным графитом, и предел прочности при растяжении составляет около 105 000 фунтов на квадратный дюйм.

Заводские кованые кривошипы

обычно изготавливаются из стальных сплавов, таких как 1010, 1045 и 1053. Хотя их прочность на растяжение аналогична прочности литого стального кривошипа, их показатель удлинения более чем в три раза выше. Это приводит к гораздо менее хрупкому материалу. В этих типах сплавов хром и никель делают их прочнее. Есть и другие материалы, но они используются для того, чтобы убедиться, что все правильно смешивается и не влияет на прочность. Тем не менее, заводские поковки далеки от максимальной долговечности стальных кривошипов вторичного рынка.Кривошипные заводские кованые стальные шатуны имеют высокое содержание углерода, но им часто не хватает содержания хрома и никеля, как в сплавах премиум-класса, используемых в шатунах вторичного рынка. Выкованные из стали 4140 кривошипы, используемые в LS7, LS9 и LSA, являются исключением из нормы.

 

Балансировка выполняется на станках, таких как цифровой балансировочный станок Sunnen DCB-750, который является отраслевым стандартом. По сути, это прославленный балансировочный станок, машина удерживает кривошип на месте на двух стойках, а затем раскручивает кривошип и грузики до 750 об/мин.Стойки с каждой стороны определяют, какой дисбаланс уходит, а машина рассчитывает, какой вес нужно убрать или добавить, чтобы исправить это.


являются исключением из правил. Самая основная сталь для вторичного рынка — это 5140, которая может похвастаться пределом прочности на разрыв около 115 000 фунтов на квадратный дюйм. Этот материал был и до некоторой степени остается отличным выбором для гонщиков с ограниченным бюджетом, но он менее распространен, чем в прошлые годы, из-за растущей доступности шатунов из сплава премиум-класса.К ним относятся поковки 4130 и 4340, которые имеют предел прочности при растяжении примерно 125 000 и 145 000 фунтов на квадратный дюйм соответственно. Производители двигателей и коленчатых валов повсеместно признают сплав 4340 идеальным сплавом по прочности и долговечности. Поскольку шатуны LS 4340 для вторичного рынка стоят от 900 долларов для большинства платформ двигателей, популярность менее качественных марок стали снижается. Фактически, почти все кованые коленчатые валы LS на вторичном рынке изготавливаются из стали 4340.

 

Перекрытие

Как следует из этого термина, перекрытие шеек — это просто степень перекрытия диаметров коренных и шатунных шеек кривошипа. Если вы поставите кривошип вертикально, это будет легко увидеть, так как части коренных и шатунных шеек накладываются друг на друга. По мере увеличения хода перемещение шатунных шеек дальше от основных шеек уменьшает перекрытие и снижает прочность и долговечность. Чтобы компенсировать это, когда GM увеличила ход поршня с 3,480 дюйма до 3,750 дюйма в малоблочном Chevy Gen I 400-ci, она также увеличила размер главной оси с 2,45 дюйма до 2,65 дюйма, чтобы обеспечить адекватное перекрытие шейки.

 

После цикла отжима кривошип вращается вручную, а энкодер на балансире очень точно измеряет положение коленчатого вала, чтобы помочь машинисту определить точное место, где необходимо изменить противовес. Цифровой индикатор на балансире сообщает оператору точное место, где нужно добавить или убрать груз, а также количество груза. Балансировка до «x» количества унций просто означает, какой дисбаланс в унциях существует на 1 дюйм от центральной линии кривошипа.

 

Таблицы сверления от производителей кривошипов указывают, какой вес можно снять при заданном размере сверла и глубине сверления. Поскольку кривошип действует как рычаг, чем дальше от центральной линии удаляется или добавляется вес, тем большее влияние он оказывает на баланс. Обычно балансировка занимает от 1 до 1,5 часов.

 

Благодаря современным облегченным штокам и поршням вес противовесов в большинстве случаев снимается при балансировке вращающегося узла.Если необходимо снять необычно большой вес, противовесы можно либо сделать швейцарским сыром с кучей отверстий, либо обточить на токарном станке.


Однако с улучшенными современными сплавами перекрытие кривошипа не так важно, как раньше. Например, GM смогла сохранить одинаковые диаметры коренной шейки и шейки штока во всем семействе Gen III/IV, увеличив ход поршня до 4000 дюймов в LS7. Обычной практикой в ​​высококлассных гоночных двигателях является использование штока и коренной шейки меньшего размера для уменьшения площади поверхности подшипников.Это, в свою очередь, уменьшает трение и может увеличить мощность, но также уменьшает перекрытие. Это также требует либо отказа от шатунных шеек, либо заказа нестандартного кривошипа из заготовки, и оба варианта очень дороги. Если вы не участвуете в гонках в классе, где 5 л.с. могут определить победителя гонки, наиболее разумно придерживаться заводских диаметров коренных и шатунных шеек LS.

 

   
 

 

Поковка с кручением и без кручения Кованые кривошипы

запрессовываются на штампе, но для этого используются два разных метода.Самый простой способ — выковать по одному витку кривошипа за раз в плоском ковочном штампе. Затем рукоятка крутится, и штамп выковывает следующий бросок. И наоборот, при ковке без кручения все четыре броска куются одновременно, что требует более сложного штампа. Говорят, что нескрученные поковки снижают внутренние напряжения коленчатого вала в процессе производства, но вопрос о том, правда это или нет, является предметом споров. Если все переменные контролируются должным образом в процессе ковки, разница между поковками с круткой и без крутки незначительна. В любом случае, большинство шатунов на вторичном рынке в наши дни представляют собой поковки без закручивания, поэтому нет смысла спорить в любом случае.

 

Термическая обработка коленчатого вала

Помимо материалов и методов литья или ковки, термическая обработка может значительно повлиять на прочность коленчатого вала. Азотирование — наиболее распространенный метод термообработки, используемый в кривошипах вторичного рынка; это место, где ионизированный азот осаждается в вакууме на поверхность кривошипа в печи. По проникновению.010 до 0,012 дюйма в металлическую поверхность и изменение микроструктуры стали, поверхностная твердость удваивается с 30 до 60 по шкале Роквелла, а усталостная долговечность увеличивается на 25 процентов. Хотя процесс немного укрепляет кривошип, улучшение ударопрочности и износостойкости является реальным преимуществом азотирования, и это снижает вероятность растрескивания. Это очень важно, потому что удары и износ являются наиболее распространенными причинами отказа кривошипа.

Старым методом термической обработки является индукционная закалка, при которой шейки нагреваются с помощью магнитного поля, а затем погружаются в воду.Это приводит к более глубокому проникновению в металлическую поверхность (от 0,050 до 0,060 дюйма), но оно более локализовано, чем при азотировании, при котором сразу обрабатывается весь кривошип. Индукционная закалка может выполняться на более дешевом оборудовании, поэтому OEM-производители обычно выбирают этот метод. Однако, если скорость охлаждения тщательно не контролируется, это может привести к возникновению очагов напряжения и слабых мест. По этой причине большинство коленчатых валов вторичного рынка подвергаются термообработке в процессе азотирования.

 

Нож для обработки противовесов коленчатого вала

На протяжении десятилетий любители хот-родов утверждали, что противовесы кривошипа с острыми краями уменьшают сопротивление воздуха и, следовательно, увеличивают мощность.Однако это скорее бабушкины сказки, чем реальность. Теория заключается в том, что, поскольку масло вязкое и обладает сопротивлением, кривошип с более узким профилем легче прорезает его. Тем не менее, с лопастными поддонами и современными низкопрофильными масляными поддонами, такими как те, что используются в небольших блоках LS, парусность не является большой проблемой. На самом деле, ножевая кромка была разработана больше для облегчения балансировки, чем для увеличения мощности, и она не сильно увеличит мощность уличного двигателя. Масло попадает на лезвие ножа и разбрызгивается повсюду, когда в идеале оно должно попасть на нос и стекать в сторону, как снег на лезвие снегоочистителя.Закругленная передняя кромка с закругленной носовой частью является наиболее эффективной, как нос корабля, и эта конструкция чаще используется в современных коленчатых валах.

 

Балансировка коленчатого вала

В каждой сборке высокопроизводительного двигателя коленчатый вал должен быть сбалансирован, чтобы соответствовать остальной части вращающегося узла. В противном случае мотор может буквально заглохнуть насмерть. По своей природе 90-градусный V-8 не является самой плавно работающей конфигурацией двигателя, поэтому балансировка производительного вращающегося узла требует дополнительной точности.

При балансировке вращающегося узла цель состоит в том, чтобы сделать совершающую возвратно-поступательное движение массу равной вращающейся массе. Это обеспечивает плавный ход двигателя без нежелательных вибраций, которые сокращают срок службы подшипников. С сегодняшними легкими поршнями и шатунами вторичного рынка в большинстве случаев вес снимается с противовесов. Вес добавляется только в тех случаях, когда используются чрезвычайно прочные детали из закиси азота или воздуходувки или когда нехватка места уменьшает размер противовесов.

 

Распространено заблуждение, что грузики просто дублируют вес пары поршней и шатунов.Грузы на самом деле равны по массе 100 процентам вращающегося веса (большие наконечники штока и подшипники штока) и 50 процентам возвратно-поступательного веса (поршни, штифты, замки и малые наконечники штока). В 90-градусном V-8 каждый поршень имеет сопутствующий поршень, с которым он перемещается в ВМТ одновременно. Так, для уравнивания вращающегося и возвратно-поступательного веса при балансировке учитывается только половина общего возвратно-поступательного веса. После тщательного измерения как вращающихся, так и возвратно-поступательных грузов выбираются грузы, соответствующие этой формуле при балансировке коленчатого вала.

 

Многие производители просверливают отверстия в штоке и коренных шейках для уменьшения веса. Количество уменьшенного веса не так важно, как место, из которого вес удаляется. Сверление коренных шеек снимает массу с центральной линии кривошипа, но это совсем не влияет на производительность. И наоборот, снятие веса с шатунных шеек и противовесов уменьшает вращающуюся массу, что гораздо эффективнее. Тем не менее, легкие кривошипы мало что делают для улучшения характеристик среднего уличного / полосового двигателя.


При балансировке вращающегося узла уличного мотора цель состоит в том, чтобы уравнять вращающуюся массу и массу, совершающую возвратно-поступательное движение. Однако в гоночных двигателях нередки случаи перебалансировки кривошипа. Балансир обычно раскручивает кривошип со скоростью от 500 до 750 об/мин, и по очевидным причинам безопасности вы не можете воспроизвести фактические обороты кривошипа на работающем двигателе. Однако, если вы вращаете двигатель на очень высоких оборотах, скажем, от 7000 до 8000 об/мин, детали могут растягиваться и двигаться. Алюминиевые стержни могут растягиваться до .030 дюймов. Это растяжение увеличивает нагрузку на кривошип и изгибает его, заставляя поршни и шатуны вести себя так, как будто они тяжелее, чем они есть на самом деле, из-за динамических инерционных эффектов.

Для кривошипа поршни кажутся тяжелее, поэтому, если у вас есть вращающийся узел, требующий веса 1800 граммов, двигатель может работать более плавно, если вы перебалансируете кривошип на 2 процента. Это компенсирует инерционные нагрузки, которые кривошип выдерживает при высоких оборотах, уравновешивая вращающийся узел до веса боба 1836 граммов вместо 1800 граммов. Хотя балансир показывает, что кривошип не сбалансирован, подшипники на самом деле выглядят лучше, когда вы разбираете двигатель.

На уличном двигателе со скоростью вращения 6500 об/мин нет необходимости в перебалансировке. Это больше для гоночных двигателей, которые весь день работают со скоростью от 7000 до 8000 об/мин. В случае сомнений рекомендуется проконсультироваться со своим механиком, чтобы узнать, необходима ли перебалансировка.

 

Масса коленчатого вала

Многие любители хот-родов считают, что уменьшение массы коленчатого вала равнозначно увеличению мощности.Хотя в некоторых случаях это может быть правдой, не все легкие кривошипы созданы одинаковыми, и лишь немногие дорожные/полосные двигатели могут реально извлечь из них выгоду. Теория состоит в том, что легкий кривошип имеет меньшую вращающуюся массу и, следовательно, его легче разогнать, что увеличивает мощность. Однако общий вес коленчатого вала менее важен, чем то, как и где этот вес распределяется по кривошипу.

Простая физика подсказывает, что чем дальше вес от центральной линии коленчатого вала, тем труднее его провернуть.Следовательно, удаление веса от центральной линии кривошипа ничего не дает для производительности. С другой стороны, есть преимущества, которые можно получить, убрав вес с кривошипа и противовесов, тем самым уменьшив вращающуюся массу, если это не поставит под угрозу прочность кривошипа.

Эффект аналогичен запуску легкого маховика. На уличном автомобиле вы можете заметить немного улучшенное ускорение, но легкие шатуны на самом деле не предназначены для уличных автомобилей или драг-каров, если уж на то пошло.В кольцевых гонках и шоссейных гонках, где двигатель снова и снова перемещается вверх и вниз по диапазону мощности, и важно максимальное ускорение на выходе из поворота, облегченный кривошип имеет больше смысла. Конечно, более легкие кривошипы также быстрее замедляются, что в приложении с кольцевой колеей может слишком быстро разгрузить подвеску при входе в поворот.

Уменьшенная вращающаяся масса также снижает нагрузку на коренные подшипники и снижает нагрузку на блок. Тем не менее, в драг-приложениях легкий кривошип, вероятно, не определит победителя гонки, а дополнительные деньги, которые потребуются на его покупку, лучше потратить на головки блока цилиндров.Более того, если легкий кривошип не сочетается с легким вращающимся узлом, может потребоваться добавление тяжелого металла к противовесам для правильной балансировки. Таким образом, без тщательного планирования можно потратить много денег на легкий кривошип только для того, чтобы вернуть ему вес во время процесса балансировки.

 

Демпферы

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания работают за счет преобразования возвратно-поступательного движения поршней и шатунов во вращательное движение.Этот процесс естественным образом посылает вибрационные импульсы на коленчатый вал каждый раз, когда срабатывает каждый цилиндр. При определенных оборотах эти импульсы начинают резонировать и могут буквально разрушить коленчатый вал. Чтобы этого не произошло, все серийные двигатели оснащены гармоническими балансирами, прикрепленными к головке коленчатого вала для гашения этих вибраций. Стандартные балансировочные станки прекрасно работают на стандартных уровнях мощности, но по мере увеличения мощности и числа оборотов более прочный агрегат всегда будет хорошей идеей. Интересно, что уличные двигатели более восприимчивы к неконтролируемым резонансным гармоникам, потому что они проводят больше времени на устойчивых оборотах.Для сравнения, двигатели для драг- и шоссейных гонок, которые постоянно перемещаются вверх и вниз по диапазону оборотов, менее уязвимы.

 

В сочетании с двигателями мощностью более 600 л.с. установка балансировочного балансира является разумным вложением. ATI Super Damper является фаворитом многих производителей двигателей, и он одобрен SFI для использования в соревнованиях.


Гармонические балансиры GM

Stock имеют эластомерную конструкцию, в которой между парой колец зажата вулканизированная резина. В легковых и грузовых вариантах LS используются разные балансиры, но эти агрегаты оказались чрезвычайно прочными и эффективными до 600 л.с.На самом деле нет определенной точки, в которой послепродажный балансировщик гармоник необходим, но они предлагают большую степень демпфирующей способности в приложениях с высокой мощностью. Некоторые узлы послепродажного обслуживания заполнены вязкими жидкостями, а другие в принципе аналогичны эластомерной конструкции GM. Поскольку центробежная сила, которую должен выдерживать демпфер, значительно возрастает по мере увеличения оборотов двигателя, существует риск того, что штатный балансир может самоуничтожиться при высоких оборотах. Из соображений безопасности многие органы, налагающие санкции, требуют, чтобы в определенных гоночных классах балансировочные устройства, одобренные SFI, послепродажного обслуживания.

 

Выбор производителя

Изучив основы конструкции коленчатого вала, пришло время поближе познакомиться с конкретными кривошипами, предлагаемыми на вторичном рынке. Хотя невозможно перечислить все коленчатые валы LS, представленные на рынке, вот список самых популярных ходовых валов. Будь то из-за долговечности, общей стоимости или репутации, многие энтузиасты LS полагаются на эти шатуны для сборки ударников.

Коленчатые валы Callies

Вот уже более двух десятилетий коленчатые валы Callies являются синонимом пуленепробиваемых характеристик.Сегодня компания предлагает отечественные шатуны премиум-класса под своим брендом Callies и оффшорные шатуны по более доступным ценам под брендом Compstar. Для приложений Gen III/IV шатуны Callies начального уровня Dragonslayer предлагаются с ходом 3,625 и 4,000 дюймов. Изготовленные из кованой стали 4340, они имеют просверленные коренные и шатунные шейки, азотированные изнашиваемые поверхности и имеют допуски на круглость и конусность в пределах 0,0003 дюйма. Хотя Callies не публикует официальную максимальную мощность своих коленчатых валов Dragonslayer, они доказали свою надежность в дрэг-карах мощностью 1800 л. с.

Двигаясь вверх по лестнице, шатуны Callies Magnum и Magnum XL предлагают многие из тех же функций, что и линейка Dragonslayer, но в более легком корпусе. Они доступны с ходом до 4600 дюймов и имеют уникальную конструкцию противовеса, которая равномерно распределяет силы баланса по всей длине кривошипа для увеличения срока службы подшипников. Для двигателей LS7 и LS9 доступны кривошипы Magnum с более длинными головками для обеспечения совместимости с заводской системой масляного привода с сухим картером. 4000-дюймовая рукоятка Magnum весит 47 фунтов, а рукоятки Magnum XL могут весить всего 36 фунтов.Для максимальной прочности и настраиваемости Callies также предлагает шатуны Ultra Billet. Изготовленные из стали Timken, они могут быть адаптированы практически к любой мыслимой конфигурации.

Разработанные для спортсменов-гонщиков, шатуны Compstar выковываются за границей и импортируются в Соединенные Штаты, где Кэллис выполняет отделочные работы на собственном оборудовании. Шатуны Compstar, выкованные из стали 4340, имеют профилированные противовесы, перфорированные шатунные шейки и азотированные изнашиваемые поверхности. Они доступны с ходом до 4.250 дюймов и диаметр шейки штока 2100 и 2000 дюймов. Маркировка Compstar Sportsman может немного вводить в заблуждение, поскольку эти шатуны обычно развивают мощность более 900 л.с.

Орел

С тех пор, как зарубежные коленчатые валы начали появляться на рынке хот-родов в конце 1990-х годов, компания Eagle зарекомендовала себя как один из лидеров рынка. Во многом это связано с качеством и разнообразием продукции, которую предлагает компания. Как это принято в отрасли, Eagle закупает поковки из-за границы, а затем выполняет окончательную машинную обработку на своем предприятии в Миссисипи.Для малых блоков серии LS в каталоге Eagle представлены стальные нескрученные поковки 4340 с длиной хода 3,622, 4,000, 4,100, 4,125, 4,250 и 4,375 дюйма. Кривошипные шатуны Eagle мощностью 1500 л. с. подверглись дробеструйной обработке и азотированию, а также имеют микрополированную изнашиваемую поверхность. Чтобы упростить процесс хода, Eagle объединяет свои кривошипы и шатуны с поршнями и подшипниками от ведущих производителей, чтобы предложить вращающиеся узлы «под ключ».

Лунати

Коленчатые валы

Lunati серии LS на 100% производятся в США.Коленчатые валы компании Pro Series являются одними из самых качественных поковок на рынке и имеют размеры 3,622, 4,000, 4,125, 4,185, 4,250, 4,500 и 4,600 дюйма. Они изготовлены из авиационной стали марки 4340, что обеспечивает оптимальный уровень чистоты и чистоты. Округлость шейки поддерживается в пределах 0,0001 дюйма, а шатуны Lunati имеют облегчающие отверстия, просверленные в шатунных шейках. Другие особенности включают контурные противовесы и полированные и индукционно закаленные поверхности подшипников.По словам Лунати, шатуны серии Pro легко выдерживают нагрузку в 1500 л.с.

 

Осевой люфт коленчатого вала должен быть установлен в пределах от 0,005 до 0,008 дюйма, поскольку слишком большое перемещение кривошипа вперед-назад может привести к преждевременному износу подшипников. Поскольку упорный подшипник расположен на коренной крышке номер 3, осевой люфт измеряется при затянутой вниз центральной крышке.


Мэнли

Несмотря на то, что компания Manley наиболее известна своими высококачественными компонентами клапанного механизма, она также предлагает линейку коленчатых валов для малых блоков Gen III/IV.Эти поковки из стали 4340 выпускаются с двумя длинами хода: 4000 и 4100 дюймов. Все шатуны Manley проходят дробеструйную обработку и снимают напряжение с помощью профилированных противовесов и полированных и просверленных шеек. Они доступны в облегченном и сверхлегком исполнении, которые весят 50 и 46 фунтов соответственно. Шатуны Manley немного дешевле, чем конкурирующие модели, что делает их очень выгодными.

Скат

На этапе разработки малоблочного двигателя серии LS компания GM обратилась к Scat для производства кривошипов и шатунов для своих прототипов двигателей.Scat была одной из первых компаний, выпустивших коленчатые валы LS на вторичном рынке. Сегодня Scat предлагает высококачественные кованые коленчатые валы из стали 4340 с ходом 4000, 4125 и 4250 дюймов. Шатуны Scat начального уровня стандартного веса могут похвастаться профилированными противовесами, прямолинейными смазочными отверстиями, галтелями большого радиуса, облегчающими отверстиями и азотированными опорными поверхностями. Шатуны Pro Comp среднего уровня оснащены противовесами с аэродинамическими крыльями для уменьшения массы и сопротивления воздуха. В первоклассных кривошипах Superlight добавлены маятниковые поднутрения на внутренней поверхности противовесов, чтобы еще больше уменьшить массу без ущерба для прочности.Кривошипные шатуны Scat стандартного веса обеспечивают наилучшее соотношение цены и качества и могут выдерживать мощность более 1000 л.с. Компания также может изготовить кривошипные шатуны на заказ в любой вообразимой конфигурации, но будьте готовы потратить более 3000 долларов.

 
 

Написано Барри Ключиком и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СКИДКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы вышлем вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте Март 2022 Публикация в процессе…

Browse Papers


IRJET Получен «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь Система управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


Основы работы с коленчатым валом. Как правильно выбрать и подготовить шатун для автомобилей Chevrolet, а также популярных двигателей Ford и Chrysler.

Один из первых вопросов, который часто задают начинающие моторостроители: какой кривошип лучше использовать, кованый или литой? Литая рукоятка — это именно то, что нужно; чугунное литье, в котором металлургическая структура состоит из случайного набора молекул, полных микроскопических отверстий и пустот. Кривошип из кованой стали изготавливается путем прессования гораздо более чистого металла в пресс-форму при сильном нагреве и давлении для создания очень плотной молекулярной структуры… и гораздо более прочного кривошипа.

Сравнительно легко отличить литую рукоятку от кованой. Литые блоки имеют четкую линию разъема, расположенную на каждом из противовесов и бросков, в то время как кованые блоки можно идентифицировать по широкой выпуклой марке штампа на бросках. Единственным недостатком традиционной стандартной поковки является то, что в процессе изготовления ходы шатуна компенсируются за счет скручивания коленчатого вала.Скручивание не только искажает и нагружает поковку, но и ограничивает типы металла, который можно использовать.

После того, как тип кривошипа определен, можно выполнить несколько операций в механическом цехе, чтобы сделать его более долговечным и убедиться, что выбранный кривошип подходит, особенно для использования в гонках.

Magnafluxing  является важным этапом в процессе производства и выбора кривошипов. Это сухое неразрушающее испытание, при котором деталь подвергается воздействию сильного магнитного поля, в то время как на поверхность посыпаются магнитные частицы.Любые трещины действуют как магнитные полюса, заставляя частицы выстраиваться вдоль этой точки. Любые трещины, кроме небольших трещин напряжения, окружающих масляные отверстия, являются основанием для браковки.

Magnaglow  является влажным неразрушающим испытанием, во время которого деталь покрывается жидкостью, содержащей магнитные частицы. Затем деталь подвергается воздействию сильного магнитного поля, которое заставляет частицы выстраиваться вдоль любых трещин, которые могут существовать. Ультрафиолетовый свет используется для обнаружения частиц и трещин.

Токарная обработка или шлифование,  включает в себя механическую обработку шеек меньшего размера для восстановления задиров или поврежденных поверхностей подшипников. Использование узла меньшего размера не вызывает опасений, и до тех пор, пока кривошип вращается правильно, он сохранит надлежащие масляные зазоры. Некоторые гонщики намеренно «крутят» кривошип на 0,030″ или 0,040″ меньше в погоне за меньшим диаметром подшипника, что позволяет им выжать еще несколько «лошадей». Обычной практикой является обработка шатунных шеек малоблочного коленчатого вала Chevy до 1.888″, чтобы для максимальной производительности можно было использовать шатунные подшипники меньшего размера, чем у Honda.

Индексация гарантирует, что броски удилища находятся точно под углом 90° друг от друга. Проверка хода выполняется для того, чтобы убедиться, что каждый бросок удилища имеет одинаковый ход и может быть скорректирован в процессе индексации. Заточка со смещением — обычная практика, используемая гонщиками NHRA Stock и Super Stock для повышения производительности, оставаясь при этом в пределах максимально допустимых допусков хода +0,015 дюйма NHRA. Обычно журналы просто поворачиваются со смещением.013″, чтобы добавить еще пару кубических дюймов, но при этом соответствовать строгим правилам санкционирующих органов.

Микрополировка создает зеркальный блеск на поверхности шейки подшипника, а также может исправить коленчатый вал с очень маленькими зазубринами или дефектами.

Выпрямление  включает установку кривошипа в специальное приспособление, предварительную нагрузку на него гидравлическим домкратом и осторожные удары по нему тяжелым молотком.

Сверление в поперечном направлении  предусматривает просверливание двух пересекающихся отверстий под прямым углом в шейках коренных подшипников, чтобы шейки шатунов постоянно смазывались маслом, что особенно полезно при использовании стандартных коренных подшипников с половинными канавками.Большинство коленчатых валов OEM имеют одно отверстие для подачи масла от коренных до шатунных шеек, чего достаточно для ежедневного водителя, но не для высокооборотистого гоночного двигателя.

Снятие фаски  можно выполнить в домашнем гараже с помощью небольшой ручной шлифовальной машины. Масляные каналы, просверленные на заводе, часто имеют острые края, оставленные инструментальной оснасткой. Аккуратно удаляя заусенцы и скругляя эти отверстия с помощью небольшого шлифовального камня, создается небольшое углубление, которое действует как резервуар для распределения масла по поверхности шейки.

Удаление заусенцев  удаляет острые кромки или «концентраторы напряжения», которые могут трансформироваться в трещину. Используйте абразивный круг, чтобы быстро сгладить линии разделения и следы штампа.

Дробеструйная обработка , похожая на пескоструйную обработку, бомбардирует коленчатый вал крошечными шарикоподшипниками. Поверхность металла в процессе сжимается, что предотвращает появление трещин.

Снятие напряжения «расслабляет» сталь и включает нагрев коленчатого вала до определенной температуры, чтобы позволить молекулам перегруппироваться.Затем он становится «расслабленным», подобно процессу «приправы», через который проходит блок двигателя по мере накопления миль.

Твердое хромирование  – это метод ремонта, который также повышает долговечность. Слой хрома наносится для восстановления поврежденной шейки.

Tufftriding или Азотирование улучшает поверхностную твердость шеек подшипников. Рукоятку нагревают до 800°F, а затем окунают в ванну с цианидной солью. Этот процесс идеально проникает в журналы о России.020″, но результаты иногда противоречивы.

Коленчатый вал: типы, напряжения и прогибы

Коленчатый вал для судовых дизелей был рассмотрен в этой статье. Они бывают многих типов и используются в соответствии с необходимостью определенного типа требований. После того, как поршень отбирает силы сгорания, возникающие при зажигании, он передает силы коленчатому валу и сообщает ему круговое циклическое движение.
Вал и сама форма коленчатого вала выглядят очень сложными в изготовлении, а также более крупные двигатели требуют более крупных валов, которые трудно изготовить. От цельного кованого вала до сборных валов, все они используются в соответствии с потребностями. В основном небольшие двигатели, такие как автомобили и т. д., имеют вал, который состоит только из одной детали. И процесс ковки. В этой статье мы обсудим типы коленчатых валов, связанные с ними напряжения, силы и отклонения.

Типы коленчатого вала

Существуют следующие типы валов:

  • Кованые валы
  • Полностью собранные валы
  • Полувстроенные валы
  • Сварные валы
  • Кованые валы

Как следует из названия, они изготовлены в технике ковки.При ковке из цельного куска металла выковывается цельный вал. Соединение или сварка деталей не производится.

В этой каленой добела металл помещается в нижнюю матрицу, а верхняя половина матрицы находится на гидравлической машине с вертикальным перемещением. Верхний штамп многократно сбрасывается на нижний с большей высоты. Это постепенно приводит к приданию желаемой формы валу. Это похоже на забивание мягкого металла в отверстие, и мягкий металл примет форму этого металла.

Но больший вал, как у больших двухтактных двигателей, сложно сделать, учитывая вес и размер.Таким образом, валы среднеоборотных двигателей, таких как генераторы, изготавливаются по этой технологии. И такие валы имеют равномерную зернистость. Иногда просверливают отверстия для смазки.

Полностью встроенный вал

Как следует из названия, такие валы изготавливаются по частям. На приведенной ниже схеме показаны части, которые соединяются в вал.

В основном детали перемычки изготавливаются путем ковки, а затем штифты вставляются с усадкой, чтобы получился полный вал. Штифт обычно имеет больший диаметр, чем отверстие.Таким образом, либо отверстие можно нагревать, чтобы вставить штифт, либо штифт можно охладить, чтобы получить идеальную посадку.

Этот процесс изготовления валов прост в том смысле, что маленькие детали соединяются, чтобы сделать вал большего размера. Таким образом, обработка деталей становится легкой. Полностью построенные валы более тяжелые, так как они сделаны из дополнительного металла, чтобы выдерживать усадочные силы. Это приводит к тому, что вал становится очень тяжелым и, следовательно, трудным в изготовлении. Они больше не используются.

Полувстроенный вал

Как следует из названия, они не состоят из многих частей по сравнению с полностью собранным валом.При этом полностью построенные шейки кривошипа выкованы, и они сжаты, чтобы соответствовать общему подшипнику. Таким образом, материал шатунной шейки такой же, как и у шатуна, и они подвергаются дополнительной механической обработке для придания гладкой поверхности. В основном в настоящее время валы для больших дизельных двигателей, используемых для главных двигателей кораблей, изготавливаются таким способом.

С помощью этого процесса мы получаем непрерывную зернистую структуру по всей шейке кривошипа и избегаем теплового повреждения отверстий в шейке кривошипа при установке в нее шейки. Обычно мы охлаждаем шейку жидким азотом, чтобы поместить ее на шейку кривошипа.Кроме того, все острые углы на полотне подвергаются холодной прокатке, чтобы уменьшить и почти полностью устранить факторы, вызывающие напряжение. Для смазки в стенке сделаны внутренние проходы.

Сварной вал

В этом методе или типах изготовления вала все детали собираются в процессе сварки. Таким образом, половина полотна приваривается к другой половине сваркой. То же используется для присоединения шейки к шатунам.

Хотя с помощью этого процесса было изготовлено всего несколько валов, они были очень хороши с точки зрения прочности и прослужили очень долго по сравнению с другими типами валов.Но стоимость их изготовления была настолько высока, что в конце концов их перестали производить.

Коленчатый вал Напряжения

Ниже приведены виды нагрузок, которые действуют на вал, и они указаны ниже:

  • Торсионный
  • Гибка
  • Осевой
  • Силы сдвига

Напряжения кручения возникают из-за сил скручивания, возникающих в валу при его вращении. На самом деле он закручивается в одном цикле, а затем раскручивается в другом.Вал должен быть в состоянии выдерживать такие реверсивные циклические нагрузки и не выходить из строя в таких условиях. Обычно мы видим только среднюю скорость двигателя, но в реальных условиях она может быть меньше или больше, в зависимости от того, какие блоки работают в это время.
Так иногда тормозит или ускоряется в зависимости от выстрела каждого юнита.
Напряжения при изгибе возникают из-за сил сжатия и сжатия, действующих на каждую единицу, а также при изменении нагрузки. Таким образом, блок, который не стреляет, будет иметь меньшую нагрузку на кривошип, а тот, который будет стрелять, будет создавать большую нагрузку.
Кроме того, если зазоры подшипников выходят за допустимые пределы, вал будет больше изгибаться.
ОСЕВЫЕ напряжения приходятся на вал со стороны гребного винта, а также заедание и провисание вала. Для демпфирования таких напряжений предусмотрен демпфер осевых колебаний.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.