На чем вращается коленчатый вал

Коленвал. Устройство. Возможные поломки — датчики, сальники, задиры, течь

На чем вращается коленчатый вал

Коленчатый вал состоит из сегментов (шеек), которые смещены относительно центральной оси детали. Как будто ее нарезали на куски, взаимно сместили сегменты, и соединили специальными элементами (щеками).

Две крайние шейки центрированы по оси, при вращении они остаются на месте. Коренные шейки закреплены в корпусе двигателя. Шатунные шейки двигаются по кольцевым орбитам, к ним посредством шатунов крепятся поршни.

Часть соединительных щек имеет особую форму с большими выступами, направленными против положения шатунов. Это противовесы, обеспечивающие уравновешивание колебательной системы. Это позволяет снизить нагрузки и вибрацию.

В шатунных шейках высверлены специальные каналы, по которым подается моторное масло для смазки подшипников. Весь коленвал цельный, выточен из одного куска стального сплава. Сборные кривошипы сегодня не применяются из-за низкой надежности.

Датчики, сальники и другие детали

Через специальный шкив коленвала посредством ременной передачи осуществляется отбор мощностей. Это нужно, чтобы приводить в действие ряд вспомогательных механизмов: генератор, масляную помпу, ГРМ и т. д. Без этих систем двигатель автомобиля работать не будет.

На шкиве установлен считывающий диск датчика коленвала, который необходим для корректной работы электронных систем. Именно этот сенсор позволяет ЭБУ синхронизировать работу впрыска топлива, зажигания и других систем, необходимых для нормального функционирования мотора.

Во время работы кривошип испытывает высокие механические нагрузки. Если не обеспечить правильную смазку, проблемы коленвала могут появиться достаточно быстро. Поэтому все подшипники коленчатого вала интенсивно смазываются маслом через специальные каналы.

В местах, где эта деталь выходит из блока двигателя, установлены сальники коленвала, чтобы смазочная жидкость не вытекала наружу. Сегодня эти элементы изготавливают из силиконового или фторкаучукового материала.

  • Присадка для бензиновых и газовых двигателей с пробегом более 50 000 км. Может применяться для форсированных и турбированных двигателей.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Чтобы понять принцип действия коленвала, можно вспомнить велосипед. При движении на этой технике вы перемещаете ногами педали вверх и вниз, а вал, на котором закреплена звездочка, вращается. Возвратно-поступательное движение педалей преобразуется во вращение вала.

Примерно так же устроен кривошипно-шатунный механизм двигателя, одной из деталей которого является коленвал. Только поршней с шатунами может быть не два, а четыре, шесть, восемь или даже двенадцать. Кстати, чем больше цилиндров в двигателе автомобиля, тем сложнее форма кривошипа.

Возможные проблемы коленвала и их решение

Коленчатый вал постоянно работает в режиме высоких механических нагрузок. Сила давления от одного цилиндра может составлять до 10 тонн. К этому нужно добавить инерционные силы шкива коленвала и противовесов. Также на деталь воздействуют высокие температуры и различные химические вещества.

Хотя кривошипы изготавливаются из твердых сортов стали, они не вечные. При надлежащем обслуживании этот элемент двигателя выдерживает 200-300 тысяч километров пробега. Если сервис выполнялся нерегулярно или некачественно, проблемы коленвала могут заявить о себе гораздо раньше.

Это наиболее распространенная проблема коленвала автомобилей любого типа. Так как именно пара трения шатун-шейка кривошипа испытывает наибольшие нагрузки, износ идет в первую очередь здесь. Задиры мешают работе подшипников, деталь перегревается. Неравномерный нагрев вызывает деформацию детали, что приведет к неправильной работе всего КШМ.

Исправляется эта неполадка путем шлифовки шатунной шейки до меньшего диаметра. Затем на нее надевается ремонтный вкладыш увеличенной толщины. Таким способом восстанавливается зеркало поверхности шейки и соблюдается необходимый технологический зазор. Толщина ремонтного вкладыша подбирается в соответствии с глубиной задира.

Расточка коленвала требует точности до сотых долей миллиметра, поэтому выполняется только на профессиональном оборудовании квалифицированными токарями. В кустарных условиях такую операцию осуществить невозможно.

Если игнорировать эту проблему коленвала, и не предпринимать мер, вкладыши перегреются и расплавятся. Такие аварии случаются крайне редко, но последствия просто катастрофические. После подобного инцидента кривошип не подлежит восстановлению. Часто страдают и другие детали двигателя.

Основная причина появления задиров на шатунных шейках – масляное голодание. Проблема может возникнуть как из-за недостаточного давления масла в системе смазки мотора, так и из-за использования некачественного или неподходящего по рабочим параметрам масла. Следите за состоянием каналов системы смазки и вовремя меняйте моторное масло, используя рекомендуемые марки.

Срез шпонки кривошипа

Эта неисправность встречается не так часто, как предыдущая. Ремонт необходимо поручить квалифицированному специалисту. Если повреждены посадочные места кривошипа или шкива коленвала, то предстоит сложный ремонт. Возможно, придется заменить детали новыми.

Износ отверстий фланца

Иногда изнашиваются отверстия фланца под крепеж маховика. Подобная проблема коленвала выправляется расточкой на больший диаметр с помощью специальной развертки. Необходимо расточить отверстия, как на самом валу, так и на маховике, и обязательно использовать болты соответствующей толщины.

Течь из-под сальника

Иногда проблема возникает с сальниками коленвала. Из-под них начинает подтекать моторное масло. Один установлен на передней части картера, где на кривошип надевается шкив, второй – сзади, где хвостовик соединяется с валом коробки передач.

Передний и задний сальники коленвала изнашиваются примерно одинаково, поэтому, если потек один, как правило, менять надо оба. Ремонтировать эту деталь невозможно, лучше даже не пытаться. Дело в том, что необходимо строго соблюсти размеры и прочностные параметры, так как этот расходный материал постоянно испытывает воздействие высокой температуры и давления масла. Подклеить или замазать не получится.

Чтобы поменять сальник коленвала, придется выполнить ряд действий, которые требуют специальных навыков. Если не уверены в своих силах, лучше обратиться на автосервис к профессионалам. Конечно, придется заплатить, но это лучше, чем промучиться самому и не добиться результата.

Некоторые автомобилисты склонны игнорировать небольшую течь масла через сальники коленвала, мотивируя тем, что вытекло чуть-чуть и легче долить жидкость. Дело не в расходе масла. Протечка способна вызвать гораздо более серьезные проблемы.

Попавшая на ремень ГРМ смазывающая жидкость из-под переднего сальника способна разъесть резину. Если ремень газораспределительного механизма обрывается, часто загибаются клапаны и мотор полностью выходит из строя. Можно попасть на очень дорогой ремонт.

При протечке заднего сальника коленвала смазка попадает на трансмиссию, точнее на сцепление. В этом случае ухудшаются фрикционные свойства муфт. Увеличивается расход топлива и смазочных материалов, ухудшается динамика автомобиля.

Чтобы избежать подобных проблем, достаточно следить за состоянием сальников, проверяя наличие протечек. Как правило, ресурс этого расходника ограничивается пробегом в 100-200 тысяч километров. Из неблагоприятных факторов, значительно сокращающих срок службы сальника коленвала, стоит отметить самые распространенные:

  • длительное нахождение автомобиля на морозе (из-за низких температур материал твердеет и легко повреждается от нагрузок);
  • низкое качество материала (особенно, если приобрели сальник на рынке, а не в специализированном магазине);
  • ошибки при установке сальника. В ходе этой операции необходимо демонтировать несколько узлов, а потом собрать их в обратном порядке. Ошибки приведут к течи;
  • большой прорыв газов в картер или неисправность вентиляции картера. При излишне высоком давлении протекать будет даже правильно установленный новый качественный сальник;

Неисправность датчика коленвала

Иногда проблема возникает с датчиком положения коленчатого вала (ДПКВ). Этот прибор очень важен для правильной работы всего двигателя. Анализируя данные, снимаемые этим сенсором, бортовой компьютер автомобиля регулирует несколько функций, среди которых наиболее важными являются:

  • впрыск топлива (в инжекторных или дизельных моторах);
  • зажигание (в бензиновых ДВС).

Так как коленвал жестко связан с поршнями через шатуны, по его вращению ЭБУ высчитывает положение поршней в каждом из цилиндров. На основании этих данных компьютер отдает команды системам впрыска топлива, зажигания и продувки камер сгорания от выхлопных газов.

О проблемах с ДПКВ сигнализируют следующие симптомы: затрудненный пуск, снижение мощности двигателя, неожиданное отключение разогретого мотора. Часто наблюдается детонация и общая неустойчивость работы силового агрегата. Иногда неисправность приводит к полной остановке двигателя. На приборной панели загорается надпись Check Engine. Это сигнал, что устройство нужно заменить.

Замену датчика коленвала можно произвести и самостоятельно, но необходимо правильно подобрать тип устройства: индуктивный, Холла или оптический. На большинстве современных автомобилей устанавливается ДПКВ, использующий эффект электромагнитной индукции. Реже остальных встречается оптический датчик в силу частого отказа из-за загрязнения, запыления или задымления моторного отсека.

Строгое требование обосновано не только тем, что датчик коленвала другого типа не подойдет в штатное гнездо. Гораздо важнее, что прибор неподходящего формата в большинстве случаев работает со значительными погрешностями. Это нарушит работу двигателя.

Отзывы о присадке для каленвала

Источник: https://suprotec.ru/suprotek-stati/kolenval-ustroystvo-polomki/

Коленчатый вал: то, что делает двигатель двигателем

На чем вращается коленчатый вал

В двигателе нет «главных» и «неглавных» деталей — все части мотора одинаково важны, и выход из строя любой из них сразу сказывается на работоспособности силовой установки. Но есть одна деталь, которая делает двигатель двигателем — это коленчатый вал, преобразующий возвратно-поступательное движение поршней и шатунов во вращательное движение. О коленчатом вале, его устройстве и роли в двигателе читайте в этой статье.

Одна из самых серьезных проблем техники — преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное, и наоборот. Человек решил эту проблему еще 2,5 тысячи лет назад, и созданное тогда решение практически в неизменном виде используется и по сей день. Это — кривошип.

В современных двигателях внутреннего сгорания также необходимо преобразование возвратно-поступательного движения поршней и шатунов во вращательное движение вала, маховика и, в конечном итоге — колес. С этой задачей справляется все тот же кривошип, а точнее — кривошипно-шатунный механизм, главной деталью которого является коленчатый вал.

Устройство коленчатого вала

Коленвал имеет довольно-таки простое устройство: он состоит из колен, содержащих коренные и шатунные шейки, разделенные щеками. Коренные шейки — это ось коленвала, поэтому они проходят точно по его центру. Шатунные шейки, как понятно из названия, служат для крепления и приема усилий от шатунов. Так как коленчатый вал — это кривошип, то шатунные шейки смещены относительно оси вала и удерживаются с помощью щек.

Количество шатунных шеек равно количеству цилиндров, однако в большинстве V-образных двигателей на одну шейку опираются сразу два цилиндра. С другой стороны, на современных V-образных двигателях можно встретить коленвалы, в которых на каждый шатун приходится одна шейка, но спаренные шейки при этом сдвинуты относительно друг друга на 18 градусов. Коренные шейки имеют больший диаметр, чем шатунные.

Щеки выполняют несколько функций. Они не только соединяют шейки в единую конструкцию, но также играют роль противовесов для уравновешивания шатунных шеек и шатунов. Отсутствие противовесов грозит возникновением значительных вибраций, что в высокооборотных двигателях может привести к разрушению двигателя.

Наибольшие нагрузки в коленвале приходятся на места соединения шеек и щек, поэтому для равномерно распределения нагрузок на эти участки они выполняются галтелью, то есть — переход от шейки к щеке выполнен с радиусом закругления.

В целом, положение шеек и щек в коленчатом валу должно обеспечивать наиболее эффективное преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное, предотвращать возникновение вибрации и колебаний, уравновешивать двигатель и, наконец, надежно противостоять изгибающим нагрузкам.

Полноопорные и неполноопорные коленчатые валы

Коренные шейки коленвала служат не только осью, но также и опорой всего кривошипно-шатунного механизма. Нагрузки от коленчатого вала передаются двигателю через коренные шейки, которые опираются на коренные подшипники, заделанные в картер мотора.

Существует два вида коленчатых валов, отличающихся по типу опоры:

— Полноопорные. 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. В таких коленчатых валах коренных шеек меньше, чем шатунных, при этом с обеих сторон щеки может быть две смещенных на определенный угол шатунных шейки.

Неполноопорные коленвалы имеют более простую конструкцию, однако они из-за меньшего количества точек опоры на картер двигателя должны быть более жесткими и прочными, а значит — и более тяжелыми. Поэтому сегодня большее распространение получили полноопорные коленчатые валы, которые при более сложном производстве получаются более легкими и надежными.

Подшипники

Коленчатый вал опирается на подшипники скольжения (также называемые вкладышами), заделанные в картер двигателя. Также подшипники скольжения предусмотрены для опоры шатунов на коленчатый вал. Эти подшипники выполнены из стальной ленты, покрытой специальным антифрикционным сплавом, снижающим силы трения между подшипником и валом.

Смазка коленвала и деталей КШМ

Особый вопрос — смазка частей коленчатого вала и всего кривошипно-шатунного механизма. Вопрос этот действительно очень важен, так как для опоры коренных шеек на картер и шатунов на шатунные шейки используются подшипники скольжения, которые могут нормально работать только при постоянном наличии смазки.

Для подачи масла к трущимся частям и деталям внутри коленвала во всех его шейках и щеках предусмотрены каналы. А чтобы обеспечить надежное поступление масла к подшипникам, его подача осуществляется под давлением.

Взаимодействие коленчатого вала с другими деталями

Как было сказано, коленвал принимает нагрузки от шатунов, преобразуя их в крутящий момент. Этот момент передается через хвостовик (заднюю выходную часть вала) маховику и далее — трансмиссии. Через другую часть вала — переднюю, или носок — крутящий момент передается на вал газораспределительного механизма и вспомогательные системы двигателя.

Также на носке часто монтируется гаситель крутильных колебаний — несложное устройство из двух дисков, соединенных через пружины, резиновую прокладку, силиконовую жидкость или иной упругий материал. Гаситель сводит к минимуму возникающие во время работы двигателя крутильные колебания вала, снижая риск его повреждения.

Производство коленчатых валов

Коленчатый вал во время работы испытывает большие нагрузки, поэтому данная деталь даже для мощных дизельных двигателей изготавливается цельной. Сборные коленвалы показали свою несостоятельность в высокооборотных двигателях, и в автомобильных моторах сейчас они практически не используются.

Для изготовления валов применяются сталь или чугун. Коленчатые валы из чугуна производятся методом отливки, валы из стали — ковкой или штамповкой. В дальнейшем оба вида коленвалов подвергаются разнообразной механической обработке для достижения необходимых параметров — чистоты поверхности шеек, балансировки и т.д.

Еще в этом разделе

Источник: http://www.autoopt.ru/articles/products/2724992/

Коленчатый вал — что это такое

На чем вращается коленчатый вал

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

1. Что такое коленчатый вал, его основные задачи?

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

задача коленчатого вала – преобразовать возвратно-поступательные движения поршней двигателя в крутящий момент, который через трансмиссию передаётся на колёса автомобиля.Одной из основных технических характеристик коленчатого вала, как и всего двигателя, является радиус кривошипа.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сдать назад на машине с коробкой

Это расстояние от осей коренных шеек (шейки, в которых вращается коленвал в цилиндровом блоке) к осям шатунных шеек (шейки, которые вращаются внутри большой головки шатуна).Удвоенный радиус кривошипа являет собой длину хода поршня, которая определяет объём цилиндров. Если изменить длину радиуса кривошипа при неизменном диаметре цилиндра, это приведёт к изменению объёма цилиндров.

Эту зависимость часто используют, чтобы менять технические характеристики всего двигателя в определённом направлении.

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

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

2. Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал

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

В качестве материалов для изготовления коленвалов используют углеродистую и легированную сталь либо чугун высокой прочности. Коленвал можно изготовить методом литья, методом ковки из стали или методом точения. Заготовки получают способом горячей штамповки или способом литья.

Очень важно, как расположены волокна материалов в заготовках. Чтобы не допустить их перерезания в дальнейшей обработке, применяются гибочные ручьи. Когда заготовка готова, её дополнительно обрабатывают под высокой температурой и очищают от окалины (дробомётной машиной или методом травления).

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

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

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

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

3. Конструкция коленчатого вала

Конструкция коленчатого вала определяются количеством цилиндров, их конфигурацией и порядком работы, от чего зависит расположение и количество коренных и шатунных шеек. Например, в двигателях V6 присутствует небольшое угловое смещение шатунных шеек по длине вала.

В американской версии двигателя V8 коленвал напоминает крест, а в европейской версии V8 для спортивных автомобилей коленвал плоский. Несмотря на всё это, конструкция разных коленчатых валов очень похожа.

Конструктивно коленчатый вал состоит из таких основных элементов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Место перехода шейки к щеке – это самое нагруженное место в конструкции коленвала. Для того, чтобы снизить напряжение на это место, переход делают с галтелью (радиусом закругления).

Галтели увеличивают длину вала и для снижения этого значения их углубляют в шейку или щеку.Все коренные и шатунные шейки интегрированы в смазочную систему двигателя. Эти элементы смазываются под давлением.

Подвод масла организован к каждой из коренных шеек от общей магистрали в индивидуальном порядке. А к шатунным шейкам масло попадает по каналам в щеках.

4. Обслуживание коленчатого вала

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

Снятие коленчатого вала производится в такой последовательности:

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

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

3. Снимаются крышки коренных подшипников.

4. Поднимается коленвал, а заднее уплотнительное кольцо снимается.

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

После снятия производится проверка коленчатого вала.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

1. Промыть бензином все составляющие и просушить деталь.

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

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

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

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

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

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

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

9. Сменить и обжать набивку заднего уплотнения коленвала.

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

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

Источник: https://auto.today/bok/1893-kolenchatyy-val.html

Коленчатый вал двигателя

Коленчатый вал двигателя воспринимает действия расширяющихся газов при рабочем ходе поршней, передаваемые шатунами, и преобразуем их в крутяший момент. Кроме того, коленчатый вал обеспечивает движение поршней во время вспомогательных тактов и пуска двигателя.

Материал изготовления коленчатых валов

Коленчатые валы двигателя изготовляются штамповкой из средне углеродистых легированных сталей и литьем из модифицированного магнием чугуна в зависимости от конструктивных и технологических  особенностей коленчатых валов.

Устройство коленчатого вала 

Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками, к которым крепятся противовесы (могут быть отлитыми как одно целое с налом) переднего конца коленчатого вала, на котором имеются посадочный поясок крепления газораспределительного зубчатого колеса и шкива.

На заднем конце коленчатого вала имеется маслоотражательный гребень, маслосгонная резьба и фланец (может отсутствовать) для крепления маховика. В торце имеется гладкое отверстие иод подшипник дли опоры ведущего вала коробки передач.

В коренных шейках для масляных каналов выполнены отверстия пол углом к пустотелым шатунным шейкам, гле масло дополнительно очищается под действием центробежных сил.

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы и тактностъю двигателя. В большинстве случаев применяют полноопорные коленчатые валы, т.к. каждая шатунная шейка расположена между коренными.

Для повышения износостойкости поверхностный слой коренных и шатунных шеек подвергают закалке на глубину 3—4 мм с нагревом ТВЧ. После термической обработки шейки валов, проводят шлифование шеек и полируют. Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек.

Перед капитальным ремонтом двигателя проводят исследование дефектов коленчатого вала. После чего составляют технологическую последовательность ремонта по устранению дефектов коленчатого вала. 

Коленчатые валы двигателя:

а — двигателя автомобиля ЗИЛ-130; б — двигателя ЯМЗ — 236; в — КамАЗ-740; 1 — передний конец вала; 2 — грязеуловитель; 3 — шатунная шейка; 4 — противовесы; 5— масло отражатель; 6 — фланец для крепления маховика; 7 — коренная шейка; 8  — щека; 9 — гайка; 10 и 15 — съемные противовесы; 11 —  распрелелтельное зубчатое колесо;  12— установочный штифт; 13 — зубчатое колесо привода масляного насоса; 14 — винт: 16 — шпонка; А — величина перекрытия шеек.

Источник: https://www.autoezda.com/-dviglo/16-kolenval.html

Замена или капитальный ремонт коленвала в автомастерской DA VINCI — оптимальные качество и цены

Если бы было нужно описать автомобильный коленвал без использования специфической лексики, то получилось бы примерно так: деталь машины, которая изогнута многократно и превращающая толчки во вращение. Но более точное определение всё же не может звучать без профессиональной терминологии.

Коленчатый вал – это конструкция в составе кривошипно-шатунного механизма, выполняющая преобразование поступательного движения поршня во вращательное движение, передающихся далее в ходовую часть автомобиля.

Этот узел находится под постоянной жёсткой нагрузкой, поэтому случаются ситуации, когда требуется капитальный ремонт с восстановлением, а иногда и полная замена коленвала. Для выполнения этой работы необходимо привлекать автомастеров высокого класса.

В случае если можно обойтись ремонтом коленвала, а не его заменой, то требуется не только опытный автомеханик, но и высокоточное оборудование. Всем необходимым для качественного авторемонта оснащён техцентр DA VINCI.

Доверяя свой автомобиль нашим мастерам, Вы можете быть уверены в отличном результате, высоком уровне сервиса и оптимальной для Москвы цене.

Назначение коленвала и его строение

Как уже сообщалось, коленчатый вал выполняет функцию преобразователя кинетической энергии. Находясь под постоянным давлением, эта деталь, а точнее совокупность деталей, должна иметь особую прочность. Состоит вал из прочных чугунных сплавов, легированной или углеродистой стали, которые дополнительно усиливают хромом и молибденом.

Чтобы эта деталь обладала высокой прочностью, её изготавливают цельной. В автомобилях массового потребления применяют метод литья, в гоночных авто используют ковку. Суперкары обладают коленвалом, выточенным из цельной стальной заготовки.

Но для обычной машины, бороздящей просторы Москвы, вполне достаточно качественного литого коленчатого вала, замена которого требуется достаточно редко.

Расположен этот вал непосредственно внутри двигателя, под блоком цилиндров. Внутри картера, где находится сам вал, циркулирует моторное масло, которое обеспечивает постоянную смазку трущихся частей.

От марки авто зависит и конфигурация коленвала, но всё же есть ряд общих черт. Он состоит из коренных шеек, которые соединяются между собой щеками, и шатунных шеек. Сколько цилиндров, столько и шатунных шеек.

В полноопорном коленчатом вале коренные шейки расположены с двух сторон шатунной шейки, в неполноопорном – лишь с одной её стороны.

По сути коленвал не является одной деталью. Это совокупность элементов, которые находятся в тесной взаимосвязи. Коренная шейка является основной частью вала, а шатунная выполняет соединительную роль между шатунами и коленвалом. Щеки соединяют между собой эти шейки. Чтобы вес шатуна и поршней был равен, установлен противовес.

С помощью носка или передней части вала, который оснащён шкивом контролируется мощность ГРМ и прочих механизмов. Задняя же часть механизма соединена с помощью маслоотражающего гребня и резьбы с маховиком, который выполняет отбор мощности. Чтобы не происходила утечка масла в тех участках, где за блок цилиндров выходит маховик, передняя и задняя части коленвала уплотняют специальными сальниками.

Для исключения трения при вращении присутствуют подшипники – коленвала, хвостовика и носка.

Причины поломок и замены коленвала

Коленчатый вал – это отличный трудяга, усердный работник среди других узлов и частей автомобиля.  На нём постоянная нагрузка от давления сгораемого газа в поршне и силы их возвратно-поступательного движения по инерции.

При этом вал естественным образом изнашивается, что может усугубляться неправильной эксплуатацией.

Агрессивным стилем вождения сам автомобилист может принять непосредственное участие в сокращении запаса прочности коленвала, вследствие чего его придётся ремонтировать или менять намного раньше, чем предполагает производитель. Так что, цена лихачества на дорогах высока во всех смыслах.

Распространённая причина поломки коленчатого вала – недостаток смазочного материала. Если несвоевременно пополнять объём и менять моторное масло, то поломка гарантирована. Также виной неожиданных проблем с валом может стать продолжительная работа двигателя на высоких оборотах. Губительное действие на многие части авто, и коленвала в том числе, оказывает движение на непрогретом двигателе.

Виды неисправностей коленвала

Если при работе двигателя чувствуется неестественная вибрация, слышны шумы и непонятный стук, то это явно указывает на проблемы в кривошипно-шатунном отсеке двигателя. Также водитель может заметить чрезмерное потребление топлива, недостаток моторного масла. Если автомобиль не обслуживается должным образом, то задолго до окончания его срока службы коленчатый вал может выйти из строя. Вот основные проблемы, которые встречаются в его работе:

  • изгибы, трещины и другие нарушения целостности коленвала и его частей, в частности шеек, противовесов, щек;
  • изменение формы места посадки шкива вала;
  • царапины и задиры шеек коленвала – основная проблема, которая встречается чаще других.

Практически при любой из перечисленных поломок рекомендуется не проведение ремонтных работ, а полная замена неисправного узла коленчатого вала. Однако несмотря на рекомендации опытных автомастеров, постоянно сталкивающихся с неисправностями коленвала, автомобилисты практикуют более доступный по цене ремонт, а не замену коленвала.

Во многих СТО и даже в гаражных условиях проводят шлифовку небольших задиров шеек, предполагая, что это восстановит узел. Но стоит помнить, что даже незначительная деформация коленчатого вала приведёт к быстрому износу коренных шеек, сальников, привода распредвала, двигателя в целом, что приведёт к уменьшению мощности, повышению потребления топлива, снижению ресурса ДВС.

Такая «реанимация» коленвала – это отсрочка неизбежного и запуск цепной реакции поломок. Наиболее целесообразный ремонт в данном случае – полная замена коленвала или его частей.

Источник: https://auto-tech.center/engine/crankshaft

Коленвал для двигателя ЯМЗ

  • Запчасти ЯМЗ
  • Коленвал
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какого привода Приора

Валы коленчатые для двигателей Ярославского моторного завода

Коленвал ЯМЗ преобразует линейное движение поршней во вращательное движение, которое передается дальше маховику двигателя, маховик ЯМЗ в свою очередь передает нагрузку потребителю мощности. Коленчатые валы изготовлены из кованой стали. Кованный коленчатый вал ЯМЗ не едет прямо на чугунных опорах блока цилинров, а вращается на специальном материале подшипника.

Он подвергается механической обработке, для изготовления поверхностей шеек, предназначенных для монтажа опорных подшипников коленчатого вала и шатунов. Опорные (для коренных шеек) подшипники могут быть как круглыми у коленвала ЯМЗ 240 серии, так и в виде вкладышей (подшипники скольжения) у коленвала ЯМЗ 236, 238, 534, 536, 650, 656, 658, 7511, 840 и 850 серий моторов.

Шатунные подшипники – всегда подшипники скольжения.

Подшипники скольжения эксцентричны или смещены относительно центра коленчатого вала. Это смещение преобразует возвратно-поступательное (вверх и вниз) движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Величина смещения определяет ход (расстояние движения поршня) двигателя. Несущий материал это мягкий сплав металлов, который обеспечивает сменную поверхность износа и предотвращает истирание между двумя одинаковыми металлами (то есть коленчатым валом и шатуном).

Каждый подшипник разделен пополам, чтобы позволить сборку двигателя.

Коленвал просверлен с маслопроводами, которые позволяют двигателю подавать масло к каждому из коренных подшипников коленвала ЯМЗ и шатуных подшипников, до самого шатуна.

Коленчатый вал ЯМЗ имеет большие веса, называемые противовесами, которые уравновешивают вес шатунов. Эти веса обеспечивают равномерную (уравновешивающую) силу при вращении движущихся частей.

С сентября 2016 г. Ярославский моторный завод полностью прекратил выпуск коленвалов ЯМЗ-238 с закалкой шеек методом ТВЧ (током высокой частоты) и перешел на выпуск азотированных коленчатых валов для всех модификаций и комплектаций V-образных двигателей ЯМЗ-238.

Коленвал ЯМЗ-238 азотированный – стальной, изготовлен методом горячей штамповки. Все поверхности вала прошли прогрессивную химико-термическую обработку и покрытие методом азотирования для обеспечения повышенной износостойкости и предела выносливости. Глубина азотированного слоя не менее 0,35 мм.

Внешнее отличие: на азотированных коленчатых валах шейки имеют матовый вид в сравнении с валами с закалкой ТВЧ. Вал коленчатый ЯМЗ-238 азотированный поставляется в сборе с шестерней и маслоотражателем, таким валам присвоены новые индексы.

Номенклатурный номер и применяемость коленвала ЯМЗ-238

Номенклатура и обозначения Применяемость в составе двигателей ЯМЗ V8
было стало с 2016 г.
238-1005009-Г2 238-1005009-Г3 ЯМЗ-238М2 (кроме -238М2-53), ЯМЗ-238АМ2, ЯМЗ-238ГМ2, ЯМЗ-238ИМ2, ЯМЗ-238КМ2;ЯМЗ-238НД3, ЯМЗ-238НД4, ЯМЗ-238НД5, ЯМЗ-238НД6, ЯМЗ-238НД7, ЯМЗ-238НД8
238БЕ-1005009 238БЕ-1005009-Б ЯМЗ-238Б (кроме ЯМЗ-238Б-35), ЯМЗ-238БН, ЯМЗ-238БЛ,ЯМЗ-238Д, ЯМЗ-238ДИ, ЯМЗ-238ДЕ (кроме ЯМЗ-238ДЕ-22),
238-1005009-Д 238-1005009-Д1 ЯМЗ-238КМ2-3, ЯМЗ-238М2-53
238АК-1005009-20 238ДК-1005009-30 ЯМЗ-238АК
238ДК-1005009-20 ЯМЗ-238БК, ЯМЗ-238ДК
238ДК-1005009-30 ЯМЗ-238АМ2-3ЯМЗ-238Б-35, ЯМЗ-238ДЕ-22, ЯМЗ-2398ДЕ2,ЯМЗ-7511.10, ЯМЗ-7512.10, ЯМЗ-7513.10, ЯМЗ-7514.10,ЯМЗ-6581.10, ЯМЗ-6582.10,ЯМЗ-6585, ЯМЗ-65851, ЯМЗ-65852, ЯМЗ-65853, ЯМЗ-65856, ЯМЗ-6586, ЯМЗ-65861, ЯМЗ-65862, ЯМЗ-6587

Купить коленвал ЯМЗ

У нас Вы можете купить, по конкурентной цене, коленвал для любого из двигателей Ярославского моторного завода: ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, ЯМЗ-240, ЯМЗ-534, ЯМЗ-536, ЯМЗ-650, ЯМЗ-656, ЯМЗ-658, ЯМЗ-7511, ЯМЗ-840 и ЯМЗ-850.



Источник: https://www.yamz-dizel.ru/parts-yamz/crankshaft/

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

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

Как выглядит

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

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

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

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

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

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

Из каких материалов и как изготавливается

Материал и технология производства зависят от класса и назначения автомобиля:

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

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

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

Для чего необходим

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

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

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

Маховик

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

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

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

Носок

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

Источник: https://autolirika.ru/teoriya/rabota-kolenchatogo-vala-dvs.html

Вал коленчатый: основа поршневого двигателя

» Статьи » Вал коленчатый: основа поршневого двигателя

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания используется деталь, преобразующая возвратно-поступательное движение во вращательное — коленчатый вал. О том, что такое коленчатый вал двигателя, каких типов он бывает и как устроен, а также о правильном выборе и замене этой детали — читайте в статье.

Что такое коленчатый вал?

Вал коленчатый — деталь кривошипно-шатунного механизма (КШМ) поршневого двигателя внутреннего сгорания всех типов; вал коленчатой конструкции, обеспечивающий преобразование возвратно-поступательного движения поршней и шатунов во вращательное движение связанных с ним деталей силового агрегата и трансмиссии.

Кривошипно-шатунный механизм и место коленвала в нем

Именно коленчатый вал составляет основу КШМ любого поршневого мотора внутреннего сгорания, на него возложен целый ряд функций:

  • Преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное, которое обеспечивает привод всех остальных агрегатов;
  • Обеспечение центровки и правильного положения деталей поршневой группы в цилиндрах;
  • Смазка шарнирных соединений кривошипно-шатунного механизма — подача масла на коренные и шатунные шейки, а через них по шатунам к поршням. Также вращение вала приводит к образованию масляного тумана в картере;
  • Привод навесных агрегатов двигателя и трансмиссии — передача крутящего момента на моховик и далее на коробку передач, привод газораспределительного механизма, водяного насоса, генератора, вентилятора, компрессора и т.д.

От состояния и условий работы коленвала во многом зависят не только параметры всего силового агрегата, но и сама возможность его функционирования. Поэтому коленчатому валу уделяется самое серьезное внимание, а при его неисправностях без промедлений выполняется ремонт или полная замена. Но прежде, чем приобретать новый коленвал, следует разобраться в конструкции, характеристиках и особенностях этой детали мотора.

Типы, конструкция и характеристики коленчатых валов

В настоящее время на двигателях и в иных поршневых машинах используется два типа коленчатых валов:

  • Цельные (неразборные);
  • Составные (сборно-разборные).

Конструкция коленчатых валов из различных материалов

Детали первого типа изготавливаются из одной металлической заготовки, все детали формируются на валу в процессе тех или иных операций механической обработки. Составные валы изготавливаются из нескольких деталей, которые в случае необходимости можно снять и заменить.

Любой вал, независимо от типа, назначения и особенностей, имеет принципиально одинаковое устройство. В общем случае вал разделен на несколько деталей:

  • Коренные шейки — части вала, составляющие его продольную ось, коренными шейками вал опирается на блок двигателя. Монтаж вала в блок осуществляется через расположенные на коренных шейках вкладыши (подшипники скольжения);
  • Шатунные шейки — детали, выступающие в качестве опор для установки шатунов. Монтаж шатунов на вал осуществляется через расположенные на шатунных шейках вкладыши;
  • Щеки — поперечные детали, связывающие коренные шейки с шатунными. От длины щек зависит ход поршня в цилиндре и, соответственно, развиваемый двигателем крутящий момент;
  • Противовесы (не во всех валах) — продолжение щек с их обратной стороны. Это грузы, уравновешивающие силы инерции, которые возникают при движении шатунных шеек и шатунов. Противовесы снижают дисбаланс вала, обеспечивая устранение биений и разгрузку деталей КШМ;
  • Носок (передняя выходная часть вала) — деталь, выходящая за пределы блока двигателя со стороны первого цилиндра, предназначенная для монтажа шестерни или зубчатого колеса привода ГРМ, а также шестерни или шкива привода навесных агрегатов двигателя;
  • Хвостовик (задняя выходная часть вала) — деталь, выходящая за пределы блока силового агрегата со стороны последнего цилиндра (а точнее — со стороны передачи крутящего момента на агрегаты трансмиссии), обычно она выполнена в виде фланца для монтажа маховика, здесь же может располагаться шестерня привода ГРМ.

Основу вала составляют коренные шейки, а щеки вместе с шатунными шейками образуют так называемые колена — их количество соответствует числу используемых в двигателе поршней/цилиндров. Переход шеек на щеки выполняется с радиусом, что обеспечивает высокую прочность этих частей, которые в процессе работы подвергаются наибольшим нагрузкам.

В шейках выполняются косые или прямые каналы для подачи смазочного материала, выходы каналов располагаются в центральных частях коренных и шатунных шеек. Выход масла из шеек обеспечивает смазку расположенных на них вкладышей (подшипников скольжения).

Сверления могут закрываться пробками, образующиеся полости обеспечивают дополнительную очистку масла — механические загрязнения оседают на внутренних стенках сверлений и пробок под действием возникающих при вращении вала центробежных сил. Также на валу выполняются посадочные места под монтаж зубчатых колес и/или шкивов — обычно выбираются пазы под шпонки, иногда выполняются шлицы.

В торцах носка и фланца на хвостовике вала выполняются отверстия с резьбой для вворачивания болтов. Наконец, на некоторых валах нарезаются несъемные шестерни для привода агрегатов.

Конструкция составного коленчатого вала

Составные валы имеют чуть более сложную конструкцию. Их основу составляют щеки, объединенные с противовесами (зачастую это просто круглые стальные детали), в центральную часть которых запрессовываются коренные шейки, а в периферийные — шатунные. Вал в сборе обычно устанавливается в картер двигателя на подшипниках качения. Сборно-разборные валы наиболее часто применяются на малоцилиндровых (не более двух цилиндров) и малообъемных силовых агрегатах мототехники.

Коленчатые валы производятся из различных марок углеродистых и легированных сталей, а также из чугуна повышенной прочности.

Цельные детали изготавливаются ковкой (объемной штамповкой) из литых заготовок с помощью штампов на специальных прессах, одна заготовка проходит несколько операций штамповки, а затем начистую обрабатывается на токарных, фрезерных и других металлорежущих станках.

Поверхность шатунных и коренных шеек может подвергаться цементации или закалке для повышения их прочности и износостойкости. Составные валы изготавливаются из точеных или штампованных заготовок, которые собираются в единую конструкцию.

Коленчатый вал устанавливается в блоке силового агрегата на посадочные поверхности или съемную постель через коренные подшипники, его фиксация осуществляется устанавливаемыми сверху крышками коренных подшипников (в народе — бугелями).

Смещения вала в осевом направлении предотвращаются упорными кольцами, расположенными у одной или нескольких коренных шеек. Носок и хвостовик вала выходят из блока двигателя через сальниковые уплотнители.

На носок посредством шпонки монтируется шестерня привода ГРМ и посредством болта — шкив привода агрегатов. На хвостовик с помощью болтов устанавливается маховик.

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.д.).

Поэтому со временем данная деталь изнашивается, деформируется и теряет свои качества, а в отдельных случаях износ и деформации могут приводить к полной потере валом возможности нормально выполнять свои функции.

В этом случае вал должен быть демонтирован с мотора, подвергнут дефектации, и в случае надобности отремонтирован или заменен.

На замену следует использовать только ту деталь, которая была установлена в двигатель производителем, либо ее допустимый аналог (например, с другой модификации двигателя). Также вместе с валом необходимо приобретать комплект новых вкладышей (шатунных и коренных) и сальников.

Замена коленвала должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту данного конкретного двигателя. Демонтаж вала выполняется на снятом с автомобиля моторе, так как доступ к детали возможен только снизу.

Для снятия вала необходимо демонтировать крышки шатунов и коренных подшипников, маховик, упорные кольца, затем вал вынимается из блока и подвергается осмотру. Если на детали обнаружены трещины и сколы, а также глубокие царапины и риски на прилегающих к сальникам поверхностям, то она подлежит замене.

Новый коленвал должен устанавливаться и при недопустимом износе шатунных и коренных шеек (когда выбраны все ремонтные размеры вкладышей), и при недопустимых деформациях в одной или обеих плоскостях.

Если коленвал подвергается ремонту, то предварительно его необходимо очистить от загрязнений и промыть (особенно тщательно промыть сверления в шейках, так как в них скапливается грязь), а затем выполнять те или иные операции. Если же устанавливается новый коленвал, то должны использоваться новые вкладыши и сальники.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что значит двигатель 1 6 л

После замены коленчатого вала двигатель нуждается в обкатке, обычно для обкатки достаточно 2000-2500 км пробега. Во время обкатки двигатель должен работать на щадящих режимах без резкого увеличения и сброса оборотов. В дальнейшем вал нуждается в регламентном обслуживании — осмотре, очистке сверлений, замене вкладышей и т.д. При верном выборе и замене коленвала, а также при соблюдении рекомендаций по обкатке двигатель после ремонта будет работать надежно на всех режимах.

Источник: http://www.autoars.ru/articles/?id=147

Динамический анализ роторной системы коленвала поршневого двигателя

При вращении коленчатого вала поршневого двигателя могут возникать автоколебания. Они возбуждаются вследствие эксцентриситета шатунной шейки коленчатого вала и балансировочных масс в механической части системы.

В данной заметке мы подробно разберём динамические характеристики коленчатого вала и орбиты движения балансировочных масс на валу с использованием функционала нового модуля Роторная динамика (Rotordynamics Module), который является дополнением к модулю Механика конструкций пакета COMSOL Multiphysics®.

На основе результатов моделирования вы сможете улучшить конструкцию коленчатого вала, уменьшив его вибрации и, тем самым, оптимизировать работу двигателя целиком.

Анализ различных деталей поршневого двигателя

В поршневом двигателе, который является главным силовым агрегатом в автомобильной промышленности, выход из строя всего лишь одной небольшой детали может привести к поломке всего двигателя. Таким проблемным элементом могут являться шатуны поршневого двигателя, которые мы рассмотрели в одной из предыдущих статей нашего корпоративного блога. Однако, помимо шатунов, в двигателе есть много деталей, которые также необходимо учитывать при его проектировании.

Расчет усталостного (эксплуатационного) ресурса шатунов трёхцилиндрового поршневого двигателя.

Рассмотрим, к примеру, коленчатый вал двигателя. Эта деталь двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршней, которые соединены с ним, во вращательное движение. Шатунные шейки коленчатого вала расположены эксцентрично по отношению к оси вращения вала, чтобы обеспечить возможность преобразования таких движений.

Однако, эта эксцентричность создаёт неуравновешенные силы при вращении коленчатого вала. Для балансировки таких сил на коленчатый вал добавляются балансировочные массы, которые из-за осевого смещения относительного коленчатого вала, создают несбалансированный изгибающий момент по всей длине детали.

Поэтому положение балансировочных масс определяется таким образом, чтобы минимизировать изгибающий момент. Этот процесс обычно называют балансировкой ротора.

Эксцентриситет шатунных шеек коленчатого вала и балансировочных масс, а также осевое смещение между ними может привести к тому, что при вращении на коленчатом валу будут возникать автоколебания. Как и в случае с другими типами вращающегося оборудования, такие вибрации могут влиять на безопасность и производительность отдельных частей и двигателя целиком.

Функционал нового модуля Роторная динамика позволяет проводить точный анализ вибраций коленвала двигателя. В данной заметке мы рассмотрим учебный пример из Галереи моделей и приложений, а также продемонстрируем новые возможности пакета.

Модель: Динамический анализ роторной системы в виде коленвала

Начнем с геометрии нашей модели. В этом примере будем использовать коленчатый вал трёхцилиндрового поршневого двигателя. На схеме ниже изображена геометрия коленчатого вала, на которой отмечены маховик и расположение подшипников.

Геометрия коленчатого вала двигателя.

В процессе анализа будем предполагать, что автоколебания ротора возникают только в следствие дисбаланса (эксцентриситета масс). Поршневыми нагрузками на шатунные шейки коленчатого вала мы пренебрежем. Для получения корректных амплитудных значений вибраций зададим потери (как свойства материала) в роторе.

В установившемся режиме угловая скорость коленчатого вала должна составлять 3000 оборотов в минуту. Однако для достижения плавного старта ее увеличивают до этого значения плавно. Длина периода нарастания скорости выбирается таким образом, чтобы она линейно увеличивалась от 0 до 3000 оборотов в минуту, а затем оставалась постоянной.

Для корректного моделирования сборки «коленчатый вал-подшипники» воспользуемся мультифизическим интерфейсом Solid Rotor with Hydrodynamic Bearing (Твердотельный ротор с гидродинамическим подшипником). Он содержит в себе следующие интерфейсы:

  • Solid Rotor (Твердотельный ротор)
  • Hydrodynamic Bearing (Гидродинамический подшипник)
  • Мультифизическая связка Solid Rotor Bearing Coupling (Связь твердотельного ротора и подшипника)

Для учёта гидродинамики тонких жидких плёнок в подшипниках скольжения можно воспользоваться функционалом узла Hydrodynamic Journal Bearing (Гидродинамический подшипник скольжения), который доступен в физическом интерфейсе Hydrodynamic Bearing (Гидродинамический подшипник).

Анализ результатов расчёта

На следующем графике изображены возникающие на коленчатом валу напряжения. Из графика видно, что максимальная нагрузка приложена к подшипнику, который ближе всего расположен к маховику. В соответствующей шатунной шейке возникает максимальное напряжение. Также в этом подшипнике возникает самое высокое давление.

Напряжение на коленчатом валу и распределение давления по поверхности подшипников.

Анализируя орбиты движения шатунных шеек, можно уверенно сказать, что они стабильны для каждого из четырёх подшипников. В таком состоянии каждая шатунная шейка достигает соответствующих положений равновесия. Это показано на левом рисунке снизу. Справа показаны графики поперечного смещения в третьей шатунной шейке. На основании результатов расчета можно сделать вывод, что эти смещения являются затухающими и достигают стационарного значения.

Слева: Орбиты движения шатунных шеек коленчатого вала. Справа: Зависимость поперечного смещения в третьей шатунной шейке от времени.

Скачайте учебную модель коленчатого вала

Узнайте больше о модуле Роторная динамика

Источник: https://www.comsol.ru/blogs/perform-rotordynamic-analyses-of-a-reciprocating-engines-crankshaft/

Вкладыши коленвала: неисправности и подбор новых деталей

Одним из важнейших элементов привычного нам ДВС является коленвал. За счет него энергию от сгорания топлива можно передать смежным элементам и обеспечить вращение колес. Ключевой момент здесь: вал вращается. На первый взгляд ничего особенного, но любой инженер подтвердит, что работа с вращающимися элементами требует особого подхода.

Ведь необходимо обеспечить вращение для вибраций, а также нагрева, обусловленного действием сил трения. В этом очень помогают вкладыши коленвала, представляющие собой полукольца с т.н. антифрикционным покрытием. На первый взгляд, очень простая вещь, однако грамотному автолюбителя нужно знать об этих элементах коленвала все.

Об устройстве вкладышей, их неисправностях, а также методике замены вы узнаете из материала Avto.pro.

Подробнее о детали

Вкладыши по своей сути – это подшипники скольжения, в которых нуждаются шатуны, вращающие коленвал, и отдельные части самого вала. Вращение обеспечивает сгорающая в цилиндрах двигателя смесь воздуха и топлива. Разумеется, двигатель работает при больших нагрузках и стремится как можно сильнее раскрутить коленчатый вал. Проблема возможного трения деталей здесь стоит особенно остро, причем возникновение т.н.

сухого (безмасляного) трения может вывести двигатель из строя очень быстро. Решение простое: обеспечить постоянное наличие тонкой масляной пленки. Выходит, что вкладыши коленчатых валов представляют собой лишь своеобразную защиту, которая поддерживает масляную пленку в местах трения. В идеале из строя по адекватным причинам вкладыши должны выходить.

Сразу отметим, что вкладыши коленвала бывают следующие:

  • Коренные. Такие вкладыши располагают между самим валом и теми местами, в которых он проходит через корпус двигателя;
  • Шатунные. Их устанавливают между шатунами и шейками автомобильного коленвала.

Как уже было указано выше, вкладыши коленвала не похожи на классические роликовые или шариковые подшипники – они выглядят как обычные полукольца. Дело в том, что обычные подшипники не выдержат нагрузок, которые выдает силовой агрегат автомобиля. Лишь в некоторых маломощных моторах установлены подшипники качения, тем временем как наиболее распространенными являются именно подшипники скольжения. Резюмируя, назначение вкладышей коленчатого вала в следующем:

  • Обеспечить нормальную передачу сил и моментов, которые возникают при работе силового агрегата;
  • Минимизация сил трения, которые возникают в местах контакта коленвала, опор блока цилиндров, а также шатунов;
  • Центровка деталей, правильное позиционирование;
  • Распределение масла.

Здесь стоит отметить, что со временем геометрия вкладышей меняется. Сильно изношенные детали необходимо менять, но в качестве замены не всегда подходят оригинальные вкладыши, установленные еще на заводе автоконцерна.

Рекомендуется установка вкладышей ремонтных размеров, толщина которых больше.

Если на старый двигатель установить не ремонтные вкладыши, зазор между деталями будет слишком большим, что может вылиться к появлению стуков и интенсивному износу коленчатого вала.

Как устроены вкладыши коленвала

Конструкция современных подшипников скольжения коленчатого вала составная. Она включает в себя пару металлических полуколец, которые охватывают шейку коленчатого вала и снизу, и сверху. Сами полукольца при этом плоские – иначе бы не удалось создать достаточно небольшой зазор между вкладышем и валом. Кроме того, во вкладышах предусмотрены такие элементы:

  • Одно или два отверстия, через которые масло может двигаться к масляному каналу;
  • Продольная канавка, если это коренной вкладыш (нижний) или же верхний шатунный;
  • Боковые стенки, если вкладыш упорный;
  • Фиксирующий замок, выполненный в виде пазов под штифтовое крепление или в виде шипов.

Сами вкладыши при этом бывают биметаллические или же триметаллические.

Самыми простыми и распространенными являются именно биметаллические вкладыши, основой которых является полосы 0,9 – 4,0 миллиметра толщиной из стали и с антифрикционным покрытием, толщина которого составляет 0,250,40 миллиметра.

Как правило, такое покрытие выполнено из мягкого сплава меди, свинца и олова. Реже встречается сплав из меди, алюминия и олова, а также свинца, алюминия, олова и кремния. Как правило, медь и алюминий составляют 75% сплава.

Менее распространенные триметаллические вкладыши коленвала имеют специальный покровный слой очень малой толщины. Он призван защитить вкладыш от коррозии и быстрого износа. Состав сплава почти аналогичен составу для антифрикционного слоя, вот только в нем содержится очень много свинца и довольно мало меди.

Кроме того, самые продвинутые и дорогостоящие вкладыши могут иметь дополнительные защитные слои – один с внутренней, а второй с наружной стороны. В составе защитных слоев может встречаться олово и никель.

Сразу отметим, что подшипники скольжения имеют иногда имеют весьма занятные исполнения, так как автоконцерны могут создавать вкладыши по-своему, не руководствуясь единым стандартом.

Причины и признаки неисправности

Вкладыши могут выходить из строя по ряду причин. Разумеется, эксплуатационный ресурс вкладышей очень большой, так что автолюбители не так часто сталкиваются с необходимостью их замены. Но если поломка все же случилась, действовать нужно незамедлительно. Рекомендуется сразу обратиться на СТО, где двигатель сможет осмотреть специалист. Однако продлить эксплуатационный ресурс вкладышей автолюбитель может. Вот по каким причинам данные детали могут выходить из строя:

  1. Попадание инородных тел;
  2. Усталость металла;
  3. Износ вследствие проникновения олова;
  4. Коррозия поверхности;
  5. Грязевая эрозия;
  6. Недостаточное смазывание;
  7. Эрозия из-за кавитации;
  8. Несоостность.

Как видите, причин выхода из строя довольно много. Давайте рассматривать их по порядку. Касательнопервой причины: если на рабочую поверхность вкладыша попадают инородные тела или же грязь, дальнейший износ вкладыша происходит ускоренно. Строго рекомендована очистка системы и замена подшипников, если они имеют критический износ.

Касательно второй: усталость может быть вызвана как длительной эксплуатацией, так и чрезмерной нагрузкой на деталь. Стоит опасаться как установки низкокачественных вкладышей, так и недогорания топлива в камерах и неправильного тюнинга мотора. Кроме того, имеет смысл проверить форму шейки вала. Касательно третьей: если вкладыш перемещается на своем посадочном месте, в местах, где слой олова значителен, он может изнашиваться намного сильнее.

Здесь рекомендован осмотр, очистные работы и корректировка. Касательно четвертой причины: ускоренный износ детали и появление на ней следов коррозии зачастую связано с применением низкокачественного моторного масла. При этом особняком стоит выход вкладышей из строя вследствие грязевой эрозии (пятый пункт списка). На вид все просто: из-за скопления грязи на вкладышах, а в иных случаях и в области вокруг масляных отверстий, детали изнашиваются быстрее.

На деле же причин, по которым в системе появляется так много грязи, несколько. Рекомендована замена масла, а также масляных и воздушных фильтров.

Одной из самых частых причин, по которой любые вкладыши приходится менять чаще обычного, кроется в невысоком качестве смазывания (шестой пункт списка). Вследствие возникновения сухого трения вкладыши могут изнашиваться очень сильно. Рекомендуется проверить систему смазывания агрегата, а также убедиться в опор вкладышей и общей целостности вала.

Касательно седьмой причины: проверьте, нет ли в моторном масле примесей антифриза от утечки. Также имеет смысл убедиться в правильности зазоров вкладышей. В иных случаях эрозия из-за кавитация может быть вызвана частой детонацией топлива и слишком большой скоростью тока моторного масла в системе. Сам вкладыш при этом будет иметь хорошо заметные точки вымывания.

И, наконец, что касается восьмой причины: если вкладыш сильно изнашивается ближе к кромке, нужно проверить правильность расположения осей вкладышей и шейки.

Выявить поломку вкладыша зачастую удается лишь в самый последний момент. Именно по этой причине производители автомобилей рекомендуют периодически проводить диагностику двигателя, менять вкладыши, опционально производить шлифовку шеек коленчатого вала.

Если вы слышите глухой металлический стук в районе двигателя, критически высока вероятность того, что его источником является вал с изношенными вкладышами.

Как показала практика, стук шатунных вкладышей имеет высокую резкость и очень хорошо прослушивается, если вы удерживаете холостые обороты и затем резко подгазовываете.

Немного о подборе вкладышей

Самостоятельный подбор вкладышей – довольно рисковое дело, так как вероятность выбрать деталь, которая не вполне подходит к коленвалу вашего автомобиля, будет сложно. Дело в том, что потенциальному покупателю важно учитывать не только совместимость запчасти с автомобилем, но еще и состояние некоторых его узлов.

В данном случае речь идет об коленчатом вале, который еще и придется отшлифовать. Так что без обращения к эксперту, который разберет двигатель и проведет диагностику, зачастую не обойтись. Вполне вероятно, что придется устанавливать ремонтные вкладыши большой толщины.

Такие детали можно искать по следующим параметрам:

  • Данные автомобиля;
  • VIN-код;
  • Код подходящего вкладыша.

Проще всего вести поиски в каталогах интернет-магазинов. Там автолюбитель сможет, к примеру, найти оригинальные вкладыши и, отталкиваясь от них, подобрать ремонтные. Если старые вкладыши просто износились по причине длительной эксплуатации и значительных нагрузок, есть вероятность того, что дефектовка коленчатого вала не потребуется. Из этого следует, что подходящие вкладыши будет подобрать несколько проще.

Если вы хотите выполнить как можно более значительный объем работ самостоятельно, то для начала вам придется определить показатель зазора. Для этого нужен динамометрический ключ и специальная калибровочная проволока.

Если зазор большой, это говорит о необходимости расточки вала и дальнейшей установки ремонтных вкладышей. Работу с валом можно доверить исключительно профессионалам. Размер подходящих вкладышей можно определить микрометром.

В технических руководствах тоже можно найти полезную для поиска вкладышей информацию.

Вывод

Вкладыши коленчатого вала – простые и, на первый взгляд, невероятно живучие элементы современных двигателей. Практика успела показать, что с необходимостью замены вкладышей за весь период пользования автомобилем приходится сталкиваться один-два раза.

Но не стоит думать, что это именно та деталь, которая не должна ломаться. Напротив, вкладыши иногда называют защитными элементами коленчатого вала, так как они одними из первых принимают на себя удар. Если вы столкнулись с необходимостью замены вкладышей, ни в коем случае не медлите.

Обратитесь к специалисту по двигателям и доверьте все ему, или же попытайтесь сделать часть работы самостоятельно.

Источник: https://avto.pro/autonews/vkladishi_kolenvala_neispravnosti_i_podbor_novih_detaley-20190607/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Сам себе моторист
Сколько литров масла в двигателе Nissan Almera Classic

Закрыть