Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое коленчатый вал двигателя в автомобиле

Что такое коленчатый вал двигателя в автомобиле

Коленчатый вал или, как его называют опытные водители и автослесари, коленвал – важная функциональная деталь автомобильного двигателя, которая имеет строгую индивидуальную форму в зависимости от модели. В данной статье мы рассмотрим, что такое коленчатый вал двигателя, какие функции он выполняет и к чему приводит эксплуатация машины с неисправным валом.

Что такое коленвал

Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс. По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

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

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

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

Для чего нужен коленчатый вал

Двигатели внутреннего сгорания работают за счёт функционирования поршневого блока. Его принцип действия заключается в следующем:

  • во время сгорания топливной смеси в цилиндре воздух расширяется с создаёт давление;
  • под действие давления поршень выталкивается, совершая поступательное движение;
  • благодаря соединению с шатунными шейками поступательное движение превращается во вращательное;
  • энергия вращения, переданная на коленчатый вал, передаётся колёсам автомобиля, и он приводится в движение.

Таким образом, коленвал – это преобразователь одного вида механического движения в другой. Как известно, поршни в ДВС двигаются несимметрично. В то время, как одни из них совершают поступательные движения (выталкиваются из цилиндра), другие – возвратное (затягиваются обратно). Конструкция коленчатых валов разрабатывается с предельной точностью, поэтому во время работы все цилиндры сохраняют общее вращение вала. Поэтому коленца имеют разные оси вращения.

Из чего состоит коленчатый вал

Конструкция коленчатого вала: 1. Носок коленчатого вала; 2. Посадочное место звездочки (шестерни) привода распределительного вала; 3. Отверстие подвода масла к коренной шейке; 4. Противовес; 5. Щека; 6. Шатунные шейки; 7. Фланец маховика; 8. Отверстие подвода масла к шатунной шейке; 9. Противовесы; 10. Коренные шейки; 11. Коренная шейка упорного подшипника.

Рабочие компоненты коленвала:

  • Коренная шейка – валовая опора, которая служит осью вращения самого вала. Она лежит в подшипнике, который встроен в картер.
  • Шатунные шейки – опоры, связанные с поршневыми шатунами. Во время работы они смещаются относительно оси вала по круговой траектории.
  • Щёки – вспомогательные детали, связывающие шатунные и коренные шейки. Они также предотвращают разрушение вала из-за резонансной нагрузки.
  • Хвостовик – задняя часть, соединённая с шестерной отбора или маховиком для передачи мощности на движение.
  • Носок – передняя часть вала, которая посредством шкива или зубчатого колеса передаёт мощность приводу газораспределительного блока и других вспомогательных механизмов.
  • Противовесы – детали, необходимые для распределения нагрузки и уравновешивания массы шатунов и поршней.

Для уплотнения носка и хвостовика используются защитные сальники. Это предотвращает просачивание масла в местах выхода частей маховика за границы блока цилиндров. Вращательное движение обеспечивается тонкими стальными подшипниками скольжения. Чтобы ось вращения вала не смещалась, на одну из коренных шеек ставится упорный подшипник.

Во время работы самые большие напряжения концентрируются в месте соединения шеек и щёк. Для разгрузки его делают с галтелью – полукруглым переходом с промежуточным технологическим поясом. По причине экстремальных нагрузок в месте перехода щёк в шейки в своё время производители отказались от составных коленвалов, детали которых соединялись крепежом.

Читайте также: Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен.

Для чего нужен датчик коленвала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) используется в автомобилях, которые оборудованы системами электронного управления мотором. Поскольку вращение вала сказывается на работе многих функциональных блоков и систем, своевременная подача топлива в цилиндры ДВС может улучшить ездовые характеристики. Датчик коленвала как раз отвечает за синхронизацию рабочих процессов. В различных моделях автомобилей его использование улучшает синхронизацию зажигания или топливных форсунок. Прибор передаёт на электронный блок управления данные о положении коленвала, направлении и частоте вращения.

Встречаются датчики следующих видов:

  • Магнитные (индуктивного типа). Сигнал на ЭБУ формируется в момент прохождения синхронизационной метки через магнитное поле, которое формируется вокруг датчика. Система не требует отдельного питания, и может параллельно работать как датчик скорости.
  • Датчики Холла (работают на эффекте Холла). Ток в приборе начинает движение при приближении изменяющегося магнитного поля. Перекрытие магнитного поля реализуется специальным синхронизирующим диском, зубья которого взаимодействуют с магнитным полем ДПКВ. Дополнительная функция – датчик распределения зажигания.
  • Оптические. В данном случае для синхронизации также используется зубчатый диск. Он перекрывает оптический поток, проходящий между приёмником и светодиодом. Приёмник фиксирует прерывания светового потока и передаёт в электронный блок управления импульс напряжения, соответствующий параметрам вращения вала.
Читать еще:  Что такое шаговый двигатель рхх

Датчик коленвала устанавливается внутри корпуса двигателя, как и прочие датчики управления. Для его встраивания используется специальный кронштейн, расположенный возле приводного шкива генератора. Внешне он отличается от датчиков другого назначения наличием проводка длиной 55-70 см с особым разъёмом, который соединяет устройство с системой электронного управления.

Читайте также: Признаки неисправности датчика положения коленвала.

Восстановление постелей коленчатых валов двигателей автомобилей

Восстановление постелей коленвалов в Механике

Одна из услуг, оказываемых компанией «Механика» — восстановление постелей коленчатых валов. Рассмотрим подробнее, зачем это нужно и как это делается.

Износ постелей коленчатого вала

Коленчатый вал в блоке цилиндров устанавливается коренными шейками в специальные посадочные места – они называются «коренные опоры коленчатого вала» и выглядят следующим образом:

В опоры коренных шеек коленчатого вала устанавливаются вкладыши, на которые укладывается коленчатый вал:

Сверху коренные шейки коленвала закрываются крышками, в посадочные места которых также устанавливаются вкладыши:

Вот так выглядит коленвал, установленный в блок цилиндров:

Схематично коренная шейка коленвала, установленная в блоке цилиндров, выглядит так:

В такой конструкции практически отсутствует трение металла по металлу – между поверхностями вкладышей и шейки коленчатого вала присутствует масляный клин – масляная пленка, возникающая благодаря подаче масла под давлением. Масло подается через отверстия, просверленные в коленчатом вале и во вкладышах специально для этой цели. Несмотря на это, в любом двигателе вкладыши со временем изнашиваются, то есть, становятся тоньше. Из-за этого увеличивается зазор между вкладышем и шейкой коленчатого вала. Это приводит к снижению давления масла, и как следствие — к повышенной нагрузке на сам вкладыш, и на постель коленчатого вала. В конечном итоге изнашиваются не только вкладыш и шейка коленчатого вала, но и постель коленчатого вала. В крайнем, аварийном случае, вкладыш проворачивает в посадочном месте, он перекрывает отверстие для подачи масла, и от масляного голодания начинают страдать все детали, расположенные дальше по магистрали подачи масла. Но посадочное место от проворота вкладыша страдает сразу, и довольно существенно.

Схематичное изображение изношенного узла:

А вот так схематично выглядит коренная опора коленчатого вала после того, как коленчатый вал и вкладыш сняты:

Реальный износ опоры выглядит, например, так:

А вот так может выглядеть износ в крышке:

Что будет, если не восстанавливать постель коленчатого вала?

Принципиально возможно при наличии повреждений постели коленчатого вала ничего не делать с ней – просто поставить новые вкладыши, отшлифовать при необходимости коленчатый вал под ремонтный размер (или поставить новый), и собрать мотор. Но это плохо, и вот почему:

  • При изменении геометрии постелей очень высока вероятность того, что нарушится соосность коренных опор. В лучшем случае она нарушится настолько, что после сборки коленчатый вал не будет вращаться. Это хороший вариант, так как в этом случае проблема будет очевидна сразу и ее придется решать так или иначе. В противном случае мотор заведется и будет работать, но проработет он, скорее всего, недолго.
  • Даже если соосность не нарушена, останется проблема большого зазора между вкладышем и опор. Это приведет к ухудшению смазки узла, что, в свою очередь, приведет к ускоренному износу и необходимости повторного ремонта.

При восстановлении обе проблемы устраняются. Нужные размеры опор – и есть основная цель работы, а соосность обеспечивается технологией восстановления.

Таким образом, вариант «не восстанавливать», хотя принципиально и реализуем, на практике не имеет смысла – если, конечно, целью не стоит собирание максимума практических знаний о несоблюдении технологии ремонта. Как правило, мотор ремонтируют все же чтобы ездить, поэтому сделаем вывод о необходимости ремонтировать постели коленчатых валов, если те имеют повреждения.

Способы ремонта постелей коленчатых валов

Технологий ремонта достаточно много, конкретный технологический маршрут зависит от конкретного двигателя и его состояния, но общую методику мы опишем.

Первое, что надо понять, имея задачу восстановления постелей коленчатых валов – существуют ли для данного двигателя вкладыши ремонтных размеров, под увеличенный диаметр постели. Если да, и износ постелей не превышает этих размеров – то остается расточить постели под ремонтный размер. Конкретная методика будет описана ниже.

Читать еще:  Датчик давления масла двигатель akl

Если ремонтных вкладышей не существует – остается расточка под номинальный размер. Также возможна ситуация, когда постели изношены настолько, что расточка под ремонтный размер уже невозможна – в этом случае применяется нанесение (напыление, наваривание) дополнительного металла, который и растачивается в необходимый размер.

Расточка в любом случае производится на горизонтально-расточном станке, подобном приведенному на фото ниже, а вот технологии восстановления используются разные.

Расточка в номинальный размер с занижением крышек коренных опор

В этом случае снимается около 0.5 мм (зависит от конкретного случая) с плоскости, которой крышка постели коленчатого вала примыкает к ответной части. После этого крышки устанавливают на свои штатные места. Постель после этого приобретает эллипсность, а значит – ее можно расточить в необходимый размер.

На эскизе показана заниженная крышка, установленная на коренную опору. Величина занижения утрирована для наглядности:

Явный плюс этого способа – восстановление номинального размера и использование штатных вкладышей. Минус заключается в том, что ось коленчатого вала смещается, и при большом смещении это может быть критично для работы двигателя. Как правило, после измерения износа постелей коленвала становится ясно, на какую величину придется занижать крышки, и на сколько уйдет ось. Исходя из этого делается вывод, подходит ли такой способ для данного конкретного случая.

На эскизе показана постель коленчатого вала, восстановленная с занижением крышки. Отмечено смещение оси коленчатого вала:

Этот способ не подходит, в конструкции двигателя применены «разрывные» крышки опор, которые изготавливаются методом «отламывания». В этом случае поверхность соприкосновения крышек с постелью неровная. Занижать ее пришлось бы на несколько миллиметров, а это ведет к критическому изменению геометрии двигателя, не совместимому с его работоспособностью.

На фотографии показано сопряжение крышки и посадочного места:

Вот как выглядят сопрягаемая часть:

Расточка постелей коленчатого вала в ремонтный размер

В этом случае крышки постелей устанавливаются на свои штатные места без каких-либо доработок. После этого постели растачиваются в ремонтный размер.

На эскизе показано состояние «до» и «после»:

Это, в целом, наилучший вариант – он не приводит к смещению оси коленчатого вала, и в целом мотор после него максимально близок к «оригинальному» состоянию. Кроме того, способ подходит и для моторов с «разрывными» крышками постелей. Как уже говорилось выше, минус только в том, что не для всех моторов существуют вкладыши ремонтных размеров.

Расточка в номинальный размер после нанесения металла

Бывает и так, что ремонтных размеров постели не предусмотрено в принципе, и найти чего-то подходящего тоже нельзя. Бывает и так, что износ велик настолько, что все ремонтные размеры уже «пройдены». В этих случаях приходится наносить (например, напылением) слой металла, и затем растачивать в номинальный размер. Схематически процесс показан на эскизе ниже:

Описанных выше технологий достаточно для восстановления постелей коленчатых валов в подавляющем большинстве случаев, а наработанный опыт «Механики» позволяет делать это быстро и качественно.

Чем Отличаются Нижневальный В Верхневальный Двигатель Немного Истории

Длительность: 3 мин и 8 сек

Битрейт: 192 Kbps

Технический Извращенец 2 Чем Отличаются Нижнеклапанный И Нижневальный Двигатель

Макет Двигателя 125 Cg 5К П От Хонда

Топ 5 Китайских Мотоциклов До 1000 1250 Долларов

Что То Стучит Forte Ft200Gy C5B

Принцип Работы Оппозитного Звигателя 3D Пример Двигателя Мотоцикла Днепр

Двигатель Tesla Модель 3 Блестящее Конструкторское Решение

Блокировка Дифференциала Повышенного Трения Своими Руками

Какой Мотоцикл Не Стоит Покупать За 1000 Долларов

Обычный Сельский Мотоцикл Hunter 200 Боковой Прицеп

Когда Суппорт Заклинил

Как Работает Электромобиль

Bajaj Boxer 150 4 Х Ступ Учебное Видео О Разборке Сборке Двигателя

Нижневалка Vs Верхневалка Geon Scrambler 250 Против Forte 250 Cka

Рассухаривание Клапанов Нижнеклапанных Двигателей Москвич 400 401 402 За 8 Минут

Газораспределительный Механизм Типа Ohv В Американских Двс

Tekken 250 Трансформер На Колёсах Обзор Мотоцикла

Сборка Двигателя Тмз Часть 1

Теория Двс Обзор Старых Двигателей

Чем Отличается Асинхронный Электро Двигатель От Синхронного Как Устроен Электро Двигатель

Сборка Двигателя 162Fmj Wels 150 Кубов

Noisestorm Crab Rave Monstercat Release

Zakme Yeni Versaion

Твик Лирек Заставка

Am I The Only One Sf9

Comedy Club Группа Usb Против Gazgolder

Dystinct Ya La Laa Slowed

Aşk Lazım Gökhan Türkmen

Nightcore Six Feet Under

Rwin Pip Hbo 2007

Free Hard Eminem X Logic X Joyner Lucas Type Beat Rampage Prod Mansh

Midinho Cd Xplaytube

Lacyn Mammedowa Bakarmysyn Mp3 Indir

Елена Принцесса Авалора Песни

Читать еще:  Что такое итон для двигателя

Ebru Yaşar Aşkimiz Buraya Kadar

Как Водят Слепые Водители

Armin Van Buuren Ibiza Beach Club Odesa

Free Polo G X Lil Tjay X Stunna Gambino Type Beat Waiting 2021

Rdimm Vs Lrdimm Dl380P G8 2 Solutions

Сегодня Нужно Оплатить Корм

Skate Tik Toks That Went Straight Viral 004

Sothis Abyssal Limited Hero Battle

Let S Analyze Choose Your Legends 2021 Cyl5 Ft Gatekeeper Fire Emblem Heroes

Elvis Presley It S Now Or Never Subtitrare Romana

Mclaren 720S Shorts Supercar Hypercar

Чем Отличаются Нижневальный В Верхневальный Двигатель Немного Истории

Mere Nabi Ne Farmaya Jo Mujse Pyar Karta Hai

Sstv 16 02 Renovating Interior Cabin

Wot Blitz Реплей От Безумного Статиста Врыв Мастадонта В Рандом World Of Tanks Что Он Натворил

Sheff G Run It Up Lyrics Feat Sleepy Hallow A Boogie Wit Da Hoodie

The Specials Ghost Town Rocksmith Bass Cover

Paul Miller Trance Fever Original Mix

Psyco 9 Be Happy Ft Pakkun Official Music Video

Shorts Часы Первого Канала

Industry Ghostwriter Reacts To Tom Macdonald Dummies He Made Some People Upset

Что такое вал электродвигателя?

Для передачи усилий от работающего электродвигателя на различные механизмы необходимо связующее звено. В большинстве таких случаев, прямым звеном является сам ротор, длинный конец которого выведен в форме вала за пределы корпусной части двигателя. Самыми главными параметрами, по которым оценивается вал двигателя – это его диаметр и свободный вылет (часть вне корпуса). Внешне этот элемент напоминает стальной стержень с разной величиной диаметра по своей длине. Самая толстая его часть как раз находится в середине магнитопровода и испытывает наибольшие нагрузки, далее, через колена меньшего диаметра, на которых сидят подшипники к заданному расчётами диаметру выходного конца. Величина диаметра зависит от назначенных будущими условиями допустимых нагрузок, задаваемых двигателю при его создании.

В зависимости от сферы применения самого двигателя, валы могут быть:

  • цилиндрические – распространённые практически во всех сферах человеческой деятельности;
  • конические – чаще всего встречаемые в крановых и экскаваторных электродвигателях.

Так же, в зависимости от назначения и функциональности двигателя, Вал может иметь различное число выходных концов – один или два. При этом в отношении второго варианта концы могут быть как одинакового диаметра, так и иметь различия. Такие валы применимы в трёхфазных электродвигателях как общепромышленного, так и специального назначения. Бывают случаи, когда один конец имеет цилиндрическую форму, а второй – коническую. Такая комбинация характерна для крановых электродвигателей, где в условиях одного устройства выполняются различные по направлению действий задачи. Поскольку второй конец вала всегда прикрыт колпаком, то вариант двигателя с двумя выходными валами всегда решается с заказчиком индивидуально.

Главная задача вала, как известно – это передача усилия от электромотора, задавая требуемую частоту вращения механизмов, выполняющих определённую задачу. Используют для передачи шкивы, муфты или шпонки, если речь идёт о прямом участии двигателя, как, например, в современных стиральных машинах. Наша электротехническая компания по продаже автоматизированных приспособлений, узлов и аппаратов, а так же разнообразных комплектующих позаботилась о том, чтобы каждый электродвигатель, предлагаемый нами, был оснащён только качественным валом, изготовленным из высококачественной стали, прошедшей термическую и прочую обработку и имеет высокую степень допуска и точность изготовления.

Требования к валу

В электротехнической машине вал испытывает самую большую нагрузку, так как передаёт крутящий момент выполняющему определённую работу механизму. От показателей жёсткости и прочности так же будут зависеть качество работы электродвигателя, а значит и всего электрического агрегата. В зависимости от характера работы валы может отличаться конструктивными особенностями упоминаемых выше ступеней. По техническим требованиям валов должны соблюдаться следующие условия:

  • для снижения возникающих напряжений переходы в диаметре выполняют максимально плавными;
  • выполнение шпоночной канавки для валов большого диаметра, с целью крепления сердечника;
  • материал изготовления – углеродистая сталь 45 либо сталь легированных марок с содержанием хрома, никеля и прочих, повышающих прочность и стойкость к нагрузкам элементов;
  • обязательная нормализация заготовок валов в процессе термообработки;
  • высокая точность ступеней под подшипники, соответствующая классу 2.

Выполнение данных требований позволяет купить электродвигатель с максимальной величиной прочности его рабочего элемента, приводящего в действие целые электротехнические машины, производственные линии, гидравлические, вентиляционные и обрабатывающие системы. Наша компания, имеющая достаточный опыт в данной сфере сотрудничает только с самыми ответственными зарубежными и отечественными изготовителями электродвигателей, чтобы предоставить покупателю высококлассную продукцию с большим эксплуатационным периодом в пределах различной степени возможных нагрузок.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector