Что такое коленчатый вал двигателя, Коленвал автомобильного двигателя – его устройство и основные функции
Также вместе с валом необходимо приобретать комплект новых вкладышей шатунных и коренных и сальников. В таких валах коренных шеек больше, чем шатунных, при этом коренные шейки расположены по обеим сторонам шатунных шеек, чередуясь с ними и коренных шеек на одну больше, чем шатунных ; - Неполноопорные. Для изготовления валов применяются сталь или чугун. Как правильно выбрать, отремонтировать и поменять коленчатый вал Коленвал в процессе работы двигателя подвергается высоким скручивающим и изгибающим механическим нагрузкам, а также интенсивному износу, тепловым нагрузкам и воздействию агрессивных сред отработавших газов, загрязнений масла и т. Чтобы предотвратить «голодание», необходимо следить за качеством и уровнем смазочного материала в системе.
Газы, которые под воздействием тепла расширяются, оказывают давление на поршень, и он начинает перемещаться вниз. Цилиндры устанавливаются на шатунах, закрепленных на шатунных шейках коленвала.
Так как каждый цилиндр срабатывает в конкретный момент времени, воздействие, оказываемое на кривошипно-шатунный механизм, получается равномерным, поэтому коленчатый вал двигается постоянно.
Движение переходит на маховик, а уже от него посредством сцепления переходит на КП и на колеса. Коленвал необходим для того, чтобы преобразовывать движения различного рода. Отсюда предельная точность, с которой она создается, ведь от симметричности, а также от того, как точно друг относительно друга выверен каждый угол, зависит частота вращения коленчатого вала. Внешне этот элемент представляет собой сочетание большого количества шатунных шеек, сочетающихся друг с дружкой коленной шейкой. Число таких колен-шеек зависит от числа цилиндров, а также полностью соответствует их форме и местонахождению.
С поршнями шейки соединяются посредством шатунов, которые приводят коленвал в движение. Есть несколько разновидностей коленчатого вала двигателя. Когда шатунные шейки расположены симметрично от шейки коленной, это полноопорный коленвал.
Когда шатунные шейки установлены лишь с одной стороны, говорят, что вал неполноопорный. В процессе производства коленчатых валов применяют разные материалы. Для спорткаров или автомобилей люкс-класса валы выпускают из легированной либо углеродистой стали, характеризующейся повышенной прочностью и износостойкостью. Для серийных авто используется модифицированный чугун, который обрабатывается путем прессования либо литья.
В качестве элементов, необходимых для легирования стали, используется хром и молибден, реже могут быть примеси других металлов, которые работают на увеличение прочности.
Чаще всего устанавливается деталь внизу, над кратером, но если ДВС оппозитный, то данный конструктивный элемент находится выше, в центральной части двигателя, что упрощает процесс замены коленвала при необходимости. Выпускаются заготовки валов путем штамповки и литья. Кованые модели более прочны, их делают, как уже говорилось выше, из легированной или углеродистой стали. Изделия массового производства, которыми комплектуются в основном серийные модели автомобилей, выпускают из высокопрочного чугуна, используется при этом метод литья.
Выливают материал в оболочковые или земляные формы, причем, применение именно оболочковых форм является более прогрессивным методом, так как изделие получается более точным, припуски на механическую обработку оказываются минимальными, а порой они и вовсе отсутствуют.
Если речь идет о методе горячей штамповки, это уже массовое производство, так как технология изготовления позволяет получить готовую деталь, которая практически не требует обработки. Отсюда — более точные размеры коленвала, идеальная форма, а также доступная цена, продиктованная минимальными отходами металла. К тому же волокна в готовой детали размещены оптимальным образом, что заметно улучшает показатели прочности, как следствие — износостойкость детали.
Коленчатые валы для спорткаров, автомобилей повышенной мощности и высокой проходимости изготавливают из стали путем ковки либо горячего штампования.
Чаще всего для этого используют сталь 35, 50, 45Г и 50 Г. Производство деталей быстроходных механизмов осуществляется из упомянутых выше сталей, в которые добавляют хром и никель, хром и молибден. Данная зависимость позволяет проводить регулировку для изменения технических характеристик двигателя для достижения определенных параметров работы. Знание соотношения между длиной хода поршня и диаметром цилиндра позволяет изменить параметры двигателя:.
Количество коренных и шатунных шеек определяется количеством цилиндров двигателя, их расположением и порядка работы. В настоящее время двигатели оснащают цельными элементами в отличие от моделей прошлых лет со сборными кривошипами.
Изготавливаются из высокопрочной стали методом ковки с последующей обработкой на токарном станке. Существует технология изготовления более дорогих элементов из чугуна с помощью литья.
Принцип работы коленвала можно сравнить с работой педалей велосипеда. Отличие состоит в количестве шатунов коленчатого вала. Сгорание топливно-воздушной смеси приводит к выделению газов, оказывающих давление на поршни.
Поршень начинает двигаться и совершает поступательное движение. Механическая энергия от элементов передается поршням.
За счет соединения шатуна с шейкой коленчатого вала и подшипником поступательное движение поршня преобразуется во вращение коленвала. Возвратное движение поршня начинается после поворота на градусов, когда шатунная шейка движется в обратном направлении. Эти циклы повторяются непрерывно, и вырабатываемая вращательная энергия заставляет колеса двигаться. Что такое коленчатый вал? Разновидности коленчатых валов Полноопорные.
Коренные шейки находятся по обе стороны от шатунной. Так как опоры, располагающиеся по сторонам каждой шатунной шейки, выступают в качестве основной оси кривошипно-шатунного механизма, количество коренных шеек на один больше шатунов. Этот вариант коленвала благодаря облегченному весу считается самым распространенным, что непосредственно влияет на КПД двигателя. Коренные шейки располагаются с одной стороны.
Такая конструкция имеет свои преимущества и недостатки. К достоинствам относится предупреждение поломок и деформаций при эксплуатации автомобиля благодаря изготовлению из высокопрочных сплавов. Однако такой подход к конструкции элемента приводит к увеличению массы коленвала. Противовес представляет собой продолжение щеки в направлении противоположном от шатунной шейки. В функции противовесов входит уравновешивать вес и вибрации шатунов и поршней, и своей работой они гарантируют тихую и плавную работу мотора.
Шатунная шейка, или ещё как называется - колено, располагается между двумя щеками. Расположение колена прямо зависит от количества, типа, то есть от расположения и порядка работы цилиндров в двигателе, и тактности последнего. Колена должно так располагаться, чтобы не только обеспечивать уравновешенную работу двигателя, но и равномерность воспламенения, и свести такие паразитные явления для работающих устройств, как изгибающие моменты, вибрации разного рода и крутильные колебания к минимуму.
Современные двигатели отлично справляются с этим задачами. Шатунная шейка выступает в роли опорной поверхностью для каждого конкретного шатуна. Коленвал V-образных моторов собирается с удлинёнными шатунными шейками - на них и базируется два шатуна для каждого из рядов цилиндров — правого и левого. Данная технология известна под названием Split-pin.
В конструкции коленчатого наиболее нагруженной частью вала является часть, то есть место перехода от коренной, шатунной шейки к щеке. Чтобы снизить концентрации напряжения на механизм, переход от шейки к щеке сделан с галтелью - радиусом закругления. В силу свих особенностей галтели в совокупности удлиняют коленвал, так что, чтобы уменьшить длины они выполняются с углублениями в щёку или шейку.
Плавное, сбалансированное и быстрое вращение коленвала в опорах, а в шатунных шейках шатунов обеспечивают подшипники скольжения. В роли подшипников выступают разъёмные вкладыши с тонкими стенами, которые изготавливаются из специальной стальной ленты с нанесенным слоем антифрикционной смазки.
