Как работает коленвал: Коленчатый вал — что такое коленвал в автомобиле: устройство

Коленвал – это что? Устройство, назначение, принцип работы

Коленвал – это один из главных элементов двигателя. Он является частью кривошипно-шатунного механизма. Она имеет сложное устройство. Что собой представляет данный механизм? Давайте рассмотрим.

Устройство и назначение

Коленчатый вал воспринимает усилия от поршня и преобразует их в механическую энергию. На этот механизм воздействуют силы вращения. Работает он постоянно под высокой нагрузкой. Поэтому, чтобы деталь не вышла преждевременно из строя, коленчатые валы изготавливают из качественных, высокопрочных чугунных сплавов. Затем все детали закаляются током высокой частоты. Различают валы с двойным противовесом или вовсе без противовеса. Располагается колневал двигателя непосредственно в корпусе мотора. Что касается конструкции, то она в целом зависит от двигателя. Несмотря на некоторые различия, в конструкциях есть очень много общего. Коленвал — это комплекс из нескольких деталей. В качестве опоры для этой конструкции используются коренные шейки – чаще встречаются модели с четырьмя шейками, но также есть и трехопорные. В шестицилиндровых моторах установлены валы, где таких опор 7. Для того чтобы коленчатый вал был уравновешен, применяют противовесы. Если цилиндры имеют небольшой диаметр, тогда используют одинарные противовесы. За счет этих деталей обеспечивается максимально плавная работа силового агрегата.

Вспомогательные механизмы

Итак, зная, для чего предназначен коленвал двигателя и какие силы воздействуют на него во время работы, можно понять, почему сопряжения между щеками и шатунными шейками немного закруглены. Это позволяет предотвратить преждевременные разрушения. Между щек расположена шатунная рейка. Механики, которые обслуживают двигатели, называют ее «коленом». Она предназначена для того, чтобы обеспечивалось равномерное воспламенение, чтобы работа двигателя была максимально уравновешенной, чтобы на вал действовали минимальные крутильные и изгибающие силы. Коленвал это – деталь, работающая при высоких оборотах. Вращение шатунов и самого вала на опорах обеспечивается за счет подшипников скольжения. Установлены упорные элементы на крайней или средней коренной шейке. В задачи этого подшипника входит предотвращение осевых смещений и перемещение механизма. Если учесть, сколько деталей должны слаженно и четко работать в одном механизме, нетрудно сказать, что в процессе производства коленчатый вал тщательно балансируется. Но иногда удается обнаружить и разбалансируемые детали. В продажу такие изделия не поступают.

Работа коленчатого вала изнутри

Принцип работы в целом простой. Когда поршень максимально удален, щеки и шатун коленчатого вала выстраиваются в одну линию. В этот момент в камерах сгорания воспламеняется топливо и выделяются газы, которые двигают поршень к коленчатому валу. С поршнем движется и шатун, головка которого проворачивает коленчатый вал. Когда последний развернется, шейка шатуна движется вверх и с ней перемещается поршень.

Система смазки

Важную роль играет смазка. Коленвал – это деталь вращения, а значит, он будет испытывать трение. От общей смазочной магистрали к опорам шеек обеспечен подвод смазки. Затем по каналам в щеках масло попадется и к шейкам шатунов. Смазка значительно повышает износостойкость всех деталей вала.

Неисправности

В силу высоких нагрузок данный механизм выходит из строя. Среди типовых неисправностей можно выделить ускоренный износ шеек. Он связан с проблемами в блоке цилиндров. Также нередко случаются задиры на поверхностях шеек. Это случается из-за неудовлетворительной циркуляции или отсутствия смазки, либо в связи с нарушением температурных режимов. Царапины на поверхностях шеек можно видеть особенно часто. Необходимо различать просто царапины и трещины, которые образуются вследствие усталости металла. Нередко случаются биения и прогиб детали. Это особенно актуально для двигателей высокооборотистых автомобилей. Еще одна типовая неисправность – отклонение шеек от их заводского размера. Но это более естественный процесс, чем все остальные. Нужно учитывать, что размеры коленвала имеют допуск не более 0,02 миллиметров. Любое несоответствие устраняется проточкой на специализированном оборудовании.

Как выполнить замену?

Конечно, при некоторых видах неисправностей можно обойтись ремонтом – шлифовкой либо проточкой. Но иногда восстановить вал не получается. В таком случае можно заменить старый механизм на новый. Кстати, в двигателе это наиболее дорогая составляющая. Особенно в дизельных силовых агрегатах.Прежде чем будет выполнена замена коленвала, проверяются осевые люфты. Это упростит подбор осевых вкладышей. Необходимо найти метки на вкладыше и блоке цилиндров. Они указывают направление установки крышек коренных подшипников. Все детали, которые мешают демонтировать вал, необходимо также снять. В руководствах по ремонту процесс демонтажа описывается по-разному, так как есть 8-ми и 16-клапанные двигатели, с рядной или V-образной системой расположения цилиндров. Затем необходимо установить новый коленчатый вал на место старого – нужно строго соблюдать инструкции производителя автомобиля и не перепутать положение коленвала. Ввиду высокой ответственности все работы нужно производить в специализированном сервисе.

Итак, мы выяснили устройство, назначение и принцип работы коленчатого вала автомобиля.

Как работает распредвал — АвтоМания

Распределительный вал – это один из элементов газораспределительного механизма, который осуществляет синхронную работу впуска смеси и выпуска отработанных газов открывая и закрывая клапаны. Неисправности распредвала на прямую сказываются на работе двигателя.

Как работает распредвал будем рассматривать на примере одного цилиндра, так как весь цикл работы аналогичен всем цилиндрам двигателя автомобиля.

Кривошипно-шатунный механизм нужен чтобы преобразовывать возвратно-поступательные движения поршня двигателя в движение коленвала, а вот чтобы преобразовывать вращательные движения во впуск/выпуск газов в цилиндры, нужен распределительный вал, который использует кулачки для закрытия и открытия  клапанов. Кулачки распредвала  являются основной его частью, воздействуя, на клапана, напрямую или посредством очень короткой тяги, перемещают их вверх-вниз. Чаще всего в механизме ГРМ автомобиля количество кулачков соответствует такому самому количеству клапанов, которые управляются этим распредвалом. Хотя иногда встречается когда один кулачок может воздействовать на несколько клапанов.

Весь цикл работы ДВС автомобиля проходящих за 2 оборота коленвала составляет четыре такта. И чтобы их выполнить за 2 оборота (или 720°) потребуется лишь раз открывать и закрывать клапана, таким образом, в то время, как коленчатый вал, прокручивается дважды, распределительный должен обернутся лишь раз, открывая/закрывая при этом все впускные и/или выпускные клапана цилиндров лишь единожды.

1 — кулачок распределительного вала; 2 – пружина клапана; 3 – клапан; 4 – седло клапана.

Дабы разобраться с работой механизма газораспределения и понять принцип работы распредвала, потребуется уяснить важных моменты в работе ГРМ.

1. Вал газораспределения вращается благодаря ременному или цепному приводу от коленвала.
2. Распредвал осуществляет вращения у 2 раза медленнее нежели коленвал, благодаря передаточному числу шкивов валов.
3. Чтобы открытие/закрытие клапанов осуществлялось в нужный момент, угловое положение вала распределения было точно синхронизировано из соответствующим угловым положением коленчатого неизменно во время работы двигателя. Так как конкретному угловому положению коленвала строго соответствует определённое угловое положение распределительного.
4. Распред и колен валы обязательно имеют свои установочные метки  (как правило, на приводных шкивах), которые обеспечивают точную установку относительно друг друга в соответствии с тактом работы.
5. Каждое положение определенного кулачка распредвала в отношении поршня двигателя определяет начальный, максимальный момент и тот момент когда он должен закрыться.

Стандартный распредвал открывает/закрывает клапан плавно, чтобы максимально уменьшить износ и шум работы.Идеальный режим работы механизма считается таким, когда кулачок впускного клапана нажимает на него  чтобы впустить, в цилиндр топливно-воздушную смесь, и затем закрыть этот клапан после заполнения цилиндра. Выпускной же клапан, при этом, должен открываться и закрываться таким образом, чтобы с цилиндра успели выйти все отработанные гази. На практике же все выглядит немного иначе.

Конструкцию распредвала характеризуют 3 важные составляющие, которые и управляют мощностью двигателя. Первая — высота на которую осуществляется подъём клапана, вторая — продолжительность времени открытого клапана, третья — фаза газораспределительного вала.

Коленчатый вал

Коленчатые валы дизелей работают в очень сложных и тяжелых условиях. Они испытывают значительные усилия от давления газов, передающиеся шатунно-поршневым механизмом, от сил инерции поступательно движущихся масс, а также усилия и моменты; возникающие вследствие крутильных колебаний. Поэтому валы дизелей изготовляют из стали методами ковки или штамповки либо из высокопрочного чугуна путем отливки. Стальные валы более надежны в эксплуатации, но трудоемки в изготовлении.

Коленчатый вал дизеля ПД1М (рис. 8) откован из стали 40. Кривошипы шатунных шеек повернуты один относительно другого на 120°. При этом получается, что каждые два кривошипа одинаково направлены. Коренные шейки 3 четвертого и седьмого коренных подшипников шире остальных. Четвертая шейка воспринимает инерционные силы от движущихся масс двух цилиндров — третьего и четвертого, а седьмая шейка — часть массы якоря генератора и является еще и упорной. Она заканчивается буртом, удерживающим коленчатый вал от осевых смещений.

Для подвода масла от коренных шеек к шатунным 4 выполнены наклонные каналы 9 с вставленными в них трубками. На заднем конце вала имеется фланец 7 для присоединения якоря генератора. Два резьбовых отверстия во фланце с резьбой служат для рассоединения коленчатого вала и якоря генератора отжимными болтами. Между фланцем отбора мощности и седьмой коренной шейкой установлена разъемная шестерня 8 со спиральными зубьями, передающая вращение распределительному валу, валам топливного и водяного насосов.

На переднем конце вала болтами прикреплен валоповоротный диск 7, имеющий по наружной цилиндрической поверхности двенадцать глухих отверстий, куда вставляют монтажный лом при повороте коленчатого вала вручную. Внешний торец диска имеет два выштампованных ушка 2 со сменными кулачками (на рис. не показаны), служащими води-лом поводка вала масляного насоса и шкива привода редуктора вентилятора охлаждающего устройства.

К неисправностям коленчатого вала относятся износ шеек и трещины.

При текущем ремонте проверяют микрометром овальность только наиболее изнашиваемых коренных шеек. В случае нагрева и местного прогиба какой-либо шейки вследствие аварийного выхода из строя вкладышей подшипника (расплавление баббита, проворот или разрушение вкладышей) дополнительно измеряют индикаторным приспособлением биение коренных шеек вала.

Цилиндрическую форму шеек коленчатого вала восстанавливают при заводском ремонте станочной обработкой (шлифованием с последующей полировкой) под ремонтный размер. Овальность шеек коленчатого вала в эксплуатации ограничивается 0,15 мм, допустимое биение — 0,25 мм. При этом размеры отдельных коренных и шатунных шеек одного вала не должны отличаться между собой более чем на одну ремонтную градацию (0,5 мм).

Это позволяет иметь меньшее число вкладышей различных градаций на одном дизеле.

Допускается ручная опиловка шеек коленчатого вала для устранения забоин и других дефектов.

При ремонте коленчатого вала допускается оставлять:

• на поверхности каждой шатунной или коренной шейки — до двух забоин общей площадью 200 мм². Площадь одной из забоин не должна превышать 120 мм², а глубина 2 мм. Острые кромки и края забоин должны быть заовалены и заполированы так, чтобы обеспечивался плавный переход от наиболее глубокого места к цилиндрической поверхности шейки;

• на шатунных и коренных шейках — линейные неметаллические включения (волосовины) без выхода на галтели: не более 7 нгг. на одной шейке длиной до 8 мм при условии, что они не составляют цепочку более 3 шт. в одной линии и расположены под углом не более 45° к оси вала, а также одну группу групповых неметаллических включений диаметром 0,5-1,5 мм в количестве до 15 точек, расположенных на площади не менее 6 см

2.

При ремонте коленчатого вала запрещается:

• устанавливать на дизель коленчатый вал, на одной из шеек которого имеется групповое расположение цепочкой точечных неметаллических включений длиной свыше 40 мм, а также если на нем имеются неметаллические включения более чем на трех смежных шейках;

• производить какие-либо сварочные работы на коленчатом валу без разрешения Департамента локомотивного хозяйства.

Рис. 8. Коленчатый вал дизеля ПД1М:

1 — валоповоротный диск; 2 — ушки; 3, 4 — коренная и шатунная шейки; 5 — бугели крепления шестерни; 6 — маслоотбойный бурт; 7 — фланец; 8 — разъемная шестерня; 9 — канал для прохода масла

⇐Втулки цилиндров | Тепловоз ТЭМ2. Конструкция и ремонт | Подшипники коленчатого вала⇒

Почему коленвал так важен? | Сусіди.City

Говоря о деталях автомобиля, нельзя не упомянуть коленвал. Коленчатый вал — неотъемлемая часть любой модели двигателя. Но что это такое, и какие функции он выполняет? Разбираемся с нашим партнером — интернет-магазином Автодок.

Коленвал — это часть двигателя, которая преобразует поступательное движение поршней во вращательное. Это основной вращающийся компонент двигателя. Поршни совершают повторяющееся линейное движение вверх и вниз, также называемое возвратно-поступательным.

Шатун соединяет поршни с валом. Этот вал, в свою очередь, приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом. Без коленчатого валколенвала автомобиль не сдвинулся бы ни на сантиметр, даже когда двигатель работает.

Части коленчатого вала

Прямо или косвенно каждый из этих компонентов по-разному влияет на работу коленвала. Кроме вала и кривошипов можно выделить такие детали:

• Шатун

• Коренная шейка подшипника

• Соединительный стержень

• Противовесы коленчатого вала

• Масляные отверстия

 

Функции и работа коленчатого вала

Преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение в поршневом двигателе является основной функцией коленчатого вала. 

Части длины стержня смещены для образования бросков. К этим броскам прикреплены шатуны. Когда поршень движется вперед и назад, шатуны заставляют коленвал вращаться и передают результирующее вращательное движение на колеса.

Без коленвала возвратно-поступательное движение поршня не может быть преобразовано и передано на карданный вал.

Кроме того, коленчатый вал удерживает прикрепленный к нему на одном конце маховик. Маховик действует как резервуар энергии, который сглаживает эффект пульсации при вращении и помогает поддерживать постоянное возвратно-поступательное движение поршней.

У больших двигателей есть несколько цилиндров, чтобы свести к минимуму эффект пульсации от отдельных тактов зажигания.

Помимо этого, коленвал помогает управлять другими компонентами двигателя автомобиля, включая распределительный вал, масляный и водяной насосы.

Он также действует как связующее звено между двигателем и приводным валом, тем самым передавая мощность в виде кинетической энергии вращения. Другими словами, он соединяет входные и выходные корпуса двигателя.

Как определить неисправность коленвала?

Как видно из этих функций, коленчатый вал является основным компонентом любого двигателя. Его поломка сделает передвижение автомобиля невозможным, поэтому важно поменять его, если найдены неисправности. Вот основные индикаторы: 

• Стук двигателя из-за чрезмерного износа коренной шейки коленчатого вала и шатунных подшипников.

• Низкие показания давления масла из-за неаккуратных допусков

• Двигатель не запускается

 

Купить новый вы можете в интернет-магазине Автодок. У вас будет возможность выбрать бесплатную доставку на одно из одноименных СТО по всему Харькову, где вам его сразу и заменят.

 

Коленвал из вольфрамового сплава, вольфрамовый коленвал в качестве балансира

Что такое коленчатый вал? Коленчтаый вал, сокращенно коленвал, является частью двигателя, который превращает поршневое линейное движение поршня во вращательное.

Основные части двигателя

	(C) Коленчатый вал
	(E) Выхлопные отверстия коленчатого вала
	( I ) Выходной распределительный вал
	(S) Свеча зажигания
	(V) Арматура
	(P) Поршень
	(R) Шатун
	(W) Водяной чехол для охлаждающей жидкости
Основные части двигателя

Как коленчатого вала работает?

Стержни и подшипники соединяют поршень с коленвалом, когда поршень движется вверх и вниз, коленчатый вал перемещается по кругу благодаря стержням и подшипникам, а затем, он вращается. Вы можете узнать подробности на http://wikipedia.jaylee.cn/ (Спасибо Википедии за наглядное и подробное описание деталей того, как работает коленчатый вал двигателя).

Преимущества коленчатого вала из сплава вольфрама

Необходимо каждый поршень и шатун обеспечить противовесами, чтобы улучшить баланс в двигателях, и эти, как правило, часть коленчатого вала из вольфрамовых тяжелых сплавов. Свинец дешевый, но плотность его намного ниже, чем у вольфрама, и он не является экологически чистым, что по поводу стали, коленчатый вал изтяделых фольырамовых сплавов более чем в два раза плотнотнее, поэтому по сравнению с другими материалами, вольфрамовый коленчатый вал, конечно, можно считать как наиболее подходящий материал для коленчатого вала со следующими свойствами:

* Малый объем, но с высокой плотностью * Превосходная жесткость * Превосходная износостойкость * Хорошая устойчивость к коррозии * Превосходная ударостойкость * Высокая температура плавления * Высокое сопротивление * Экологически чистый

Таким образом, изделия из вольфрамоыого сплава можно использовать в качестве противовеса в машинах и судах, а также самолетах, кораблях, яхтах, космических кораблях, а также в местах, где требуется много тяжелых элементов, но шабариты места ограничены, коленчатый вал из вольфрамового сплава широко используется в высокопроизводительных двигателеях (автомобили, гоночный автомобиль, двигатель, вентилятор, автомашины, яхты, водные суда, вентилятор т.д.)

  

Chinatungsten предлагаетколенчатые валы из сплава вольфрама

Мы специализируемся на производстве и поставке WHA (тяжелые сплавы вольфрама) в течение почти 20 лет. Наши профессиональные знания и опыт в индустрии коленчатых валов обеспечивают нашу продукцию высоким качеством (в соответствии с ASTM B 777-99, который можно найти на классификация вольфрамовых сплавов) и конкурентоспособной ценой. Мы поставляем не только стандартные коленчатые валы из вольфрамовых сплавов, а также производим в соответствии с вашими требованиями.

Если у Вас есть вопросы по нашей продукции, будь то WHA или коленчатые валы, пожалуйста, звоните нам напрямую или пишите [email protected] [email protected]. Если вы хотели бы узнать больше о нас, пожалуйста, посетите наш сайт: Chinatungsten Online.

Примечание: Мы всегда готовы к вашим уникальным требованиям.

　

 

Как это работает: Коленвал

ВВЕРХУ: это ваш стандартный четырехцилиндровый кривошип, в котором два внешних поршня поднимаются и опускаются вместе, а центральная пара уравновешивает их

По сути, коленчатый вал выполняет простую задачу: преобразовывать поступательное движение поршней во вращение. Он выполняет ту же работу, что и шатун велосипеда, превращая более или менее движение ваших ног вверх и вниз во вращение.

Хотя принцип прост, когда дело доходит до двигателей мотоциклов с высокими рабочими характеристиками, возникает множество сложностей.Но прежде чем мы перейдем к ним, нам понадобится несколько определений. Коленчатый вал (или кривошип) соединен с поршнями шатунами (шатунами), которые имеют подшипники на каждом конце. Конец, соединенный с кривошипом, больше, потому что подшипник, который он держит, должен подходить к кривошипу, который должен быть коренастым, чтобы выдерживать множество сил. Так что это называется большим концом. Биты кривошипа, которые удерживают подшипники, называются шейками — и бывают двух типов. Основные шейки — это то место, где кривошип удерживается на месте, так что они расположены вдоль центральной линии кривошипа.Шатунные шейки, как вы уже догадались, представляют собой биты, к которым прикрепляются шатуны (они также известны как шатунные штифты). Тогда есть паутины. Это неровные биты, которые выглядят относительно необработанными по сравнению с остальной частью коленчатого вала. Их задача — попытаться уравновесить силы, создаваемые движущимися вверх и вниз поршнями и вращением самого кривошипа.

ВЫШЕ: это кривошип с поперечной плоскостью от R1, и вы можете видеть, что поршни не спарены — шатун кривошипа для каждого шатуна смещен относительно предыдущего.

Кривошип должен выдерживать огромные силы. Как и следовало ожидать, одна из основных сил создается давлением в камере сгорания, которое толкает поршень и шатун вниз, поворачивая кривошип, преодолевая сопротивление липкой шины — силы скручивания и изгиба, связанные с этим, огромны.

Тогда есть силы, создаваемые ускорением поршня. Например, когда поршень приближается к вершине своего хода, кривошип заставляет его замедляться — если бы он не был прикреплен к кривошипу, он полетел бы вверх, врезаясь в клапаны.Хотя современные поршни (и связанные с ними втулки пальца кисти, малый концевой подшипник и т. Д.) Легкие, скорость, которую они достигают, настолько высока, что это замедление и связанные с ним силы на кривошипе велики.

Помимо того, что кривошип достаточно силен для преобразования взрывных линейных сил во вращение, он также определяет, когда поршни многоцилиндрового двигателя поднимаются и опускаются, что, в свою очередь, определяет уровень вибрации, тип шума, который он производит, и то, как байк захватывает мотоцикл. . Возьмем, к примеру, старого британского близнеца, например Triumph Bonneville 1960-х.У них есть кривошип, который точно выравнивает два больших конца, поэтому оба поршня поднимаются и опускаются в унисон — это похоже на один цилиндр с двумя поршнями, хотя они вращаются поочередно, поэтому он немного плавнее. Результат? Множество вибраций и великолепный шум кробба-кроббы.

Напротив, большинство рядных четырехцилиндровых двигателей имеют кривошип, который направляет два центральных поршня вверх и вниз вместе, а два внешних поршня вверх и вниз вместе в противоположные моменты времени по отношению к центральной паре. Это означает, что основные (первичные) силы движущихся вверх и вниз поршней уравновешиваются, и за счет срабатывания цилиндров через равные промежутки времени обеспечивается плавный поток мощности (что также означает, что перемычки могут быть легче, потому что им не нужно удерживать кривошип вращается, пока он ждет следующего импульса мощности).

ВВЕРХУ: Если это выглядит длиннее, чем другие кривошипы, то это — шестицилиндровый двигатель BMW K1600

Однако у этой схемы есть недостатки. Коленчатый вал должен быть длинным, из-за чего мотоцикл может казаться толстым по сравнению с парным, а поскольку некоторые из меньших сил не сбалансированы, вы можете получить много жужжащих вибраций, если конструкторы не умны с опорами двигателя.

Конечно, существует множество других конструкций кривошипов — некоторые параллельные близнецы (например, новый BMW F850GS) имеют кривошипы со смещенными пальцами кривошипа, так что они имитируют ощущение и звук V-образного двухцилиндрового двигателя.И Yamaha представила кривошипно-перекрестный шатун для четырехцилиндровых двигателей — в нем используются те же смещенные шатуны, что и в этих близнецах, что выравнивает импульсы того, что Yamaha называет инерционным крутящим моментом (который создается вращением кривошипа). Конечный результат — крутой гудящий звук двигателя и, предположительно, лучшее сцепление с дорогой при разгоне.

Еще есть новый двигатель Ducati V4, который звучит и выглядит смехотворно похожим на одного из их близнецов, потому что его кривошип заставляет четыре поршня двигаться попарно. Два шатуна (к каждому из них прикреплены два шатуна в V4) смещены на 70 градусов, так что одна пара цилиндров может стрелять близко друг к другу, затем наступает пауза, затем другая пара стреляет близко друг к другу.Это приводит к совершенно иному звучанию и ощущениям от шелковисто-гладких двигателей V4 от Honda, в которых шатуны шатунов разнесены на 180 градусов.

Что такое коленчатый вал? | Как работает коленчатый вал? |

Двигатель — это самая важная часть всех транспортных средств, которая помогает двигать транспортное средство. Двигатель состоит из разных компонентов. Коленчатый вал и поршень являются основными частями поршневых двигателей. Без этих двух жизненно важных частей поршневые двигатели не могут работать.

В поршневом двигателе поршень напрямую соединен с коленчатым валом через шатун. Кривошип известен как основа двигателя внутреннего сгорания . Он отвечает за преобразование линейного движения поршня во вращательное движение. Он работает согласно движению поршня вверх и вниз. В этой статье мы подробно рассмотрим коленчатый вал.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — это механическое оборудование, которое преобразует возвратно-поступательное движение поршня в вращательное движение .Коленчатый вал соединяется с поршнем через шатун . Основная задача этого шатуна состоит в том, чтобы воспринимать возвратно-поступательное движение поршня и передавать его на коленчатый вал.

Когда коленчатый вал приводится в движение шатуном, он преобразует это движение во вращательное движение и вращает маховик, который дополнительно перемещает колеса транспортного средства.

Без кривошипа поршневой двигатель не может совершать возвратно-поступательное движение поршня на приводной вал.Проще говоря, поршневой двигатель не может перемещать автомобиль без коленчатого вала.

Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме. Он расположен внутри блока двигателя. Кривошип входит в состав движущихся компонентов двигателя внутреннего сгорания. У него много шатунов и кривошипов. Шатун двигателя соединяется с кривошипом через эти шатуны и кривошипы.

Разные двигатели завершают энергетический цикл при разном числе оборотов коленчатого вала. Например, двухтактный двигатель завершает энергетический цикл после одного оборота коленчатого вала, а четырехтактный двигатель завершает энергетический цикл после завершения двух оборотов коленчатого вала.

Коленчатые валы могут быть сварными, полуавтоматическими или неразъемными. Этот компонент двигателя присоединяет выходную секцию двигателя к входной секции.

Кривошип действует как звено, которое передает выходную мощность в виде кинетической энергии вращения — поршень соединяется с центром проворачивания через шатун. Коленчатый рычаг позволяет поршню вращать коленчатый вал, чтобы произвести мощность для движения транспортного средства.

Работа коленвала

Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме .Кривошип имеет шатунные шейки и кривошипы, которые соединены с шатунами. Он имеет гаситель колебаний, уменьшающий усилие на кривошип.

Кривошип имеет противовес, который используется для уменьшения изгибающей нагрузки на кривошип. Коленчатый вал четырехтактного двигателя работает следующим образом:

• Когда поршень двигателя перемещается из ВМТ в НМТ (ход вниз), он передает свое движение на коленчатый вал через шатун.
• Кривошип дополнительно преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение и передает его на распределительный вал.
• Когда распределительный вал получает вращательное движение, он открывает впускной клапан, и топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания.
• Когда камера сгорания заполняется топливовоздушной смесью, поршень перемещается вверх (из НМТ в ВМТ) и сжимает смесь. Во время этого процесса распределительный вал закрывает как впускные, так и выпускные клапаны. По завершении процесса сжатия завершается и первый оборот коленчатого вала.
• В конце процесса сжатия происходит процесс воспламенения.
• Тепло, выделяемое сжатой смесью в процессе воспламенения, заставляет поршень двигаться вниз. Этот ход известен как силовой удар. Во время опускания этого поршня поршень снова передает свое возвратно-поступательное движение на шатун, который затем отправляет его на коленчатый вал.
• Один конец кривошипа соединяется с маховиком. Когда кривошип воспринимает движение поршня, он передает это движение на маховик. Маховик сохраняет это движение и далее приводит в движение колеса автомобиля.
• После рабочего хода поршень движется вниз для выпуска выхлопных газов. Во время этого процесса распределительный вал воспринимает движение поршня за счет кривошипа и открывает выпускной клапан, в то время как впускной клапан остается закрытым. Поршень выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания.
• После такта выпуска завершаются два оборота кривошипа, а также один цикл мощности 4-тактного двигателя. После этого весь цикл повторяется.

Для лучшего понимания представьте, что ваши ноги крутят педали велосипеда.В этом примере представьте, что педали — это шатун, а ваши ноги — это поршни. Когда вы толкаете поршень, возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

Подробнее: Работа шатуна?

Конструкция коленчатого вала

Следующие материалы используются для изготовления коленчатого вала:

• Чугун
• Углеродистая сталь
• Сталь, микролегированная ванадием
• Кованая сталь

Шатуны могут быть собраны из различных частей или выполнены в виде неразъемной (монолитной).

Монолитный тип кривошипов самый популярный во всем мире. Однако некоторые большие и малые двигатели внутреннего сгорания имеют коленчатые валы в сборе.

Эти валы также могут быть отлиты из ковкого чугуна, модульной или высокопрочной стали. Сварные агрегаты отливают из стали. Этот экономичный метод используется для недорогих производственных двигателей с разумной нагрузкой. Процесс ковки обладает отличной прочностью. Поэтому процесс ковки известен как предпочтительный процесс изготовления коленчатых валов.

Процесс литья и ковки кривошипа

Коленчатые валы, как правило, можно выковывать из отливок из высокопрочной стали или путем прокатки с использованием стальных стержней. В настоящее время большинство производителей используют кованые коленчатые валы из-за их превосходного демпфирования, компактной конструкции и легкости.

Микролегированная сталь с ванадием в основном используется для изготовления кованых коленчатых валов. Это связано с тем, что эти стали можно охлаждать на воздухе без дополнительной термообработки, за исключением упрочнения поверхности подшипника, когда они достигают высокой прочности.Он также имеет более низкое содержание сплава, что делает этот материал более дешевым по сравнению с высоколегированной сталью.

Можно использовать углеродистую сталь

, но углеродистая сталь требует дополнительной термической обработки для получения требуемых материалов. Сегодня коленчатые валы из чугуна в основном используются в двигателях с малой нагрузкой и экономичном производстве (например, в дизельном двигателе Ford Focus).

В настоящее время только некоторые двигатели используют коленчатые валы из чугуна для дешевой и маломощной версии, в то время как более дорогие и высокомощные версии двигателей используют коленчатые валы из кованой стали.

Подробнее: Различные типы двигателей

Детали коленчатого вала

Основные части коленчатого вала приведены ниже:

1. Главный журнал
2. Шкив коленчатого вала
3. Масляные каналы
4. Балансировочное отверстие
5. Противовес
6. Смазка коленчатого вала

1) Главный журнал

Коренная шейка подшипника прикреплена к блоку двигателя.Этот блок двигателя вращается вокруг этого журнала. Все шейки коленчатого вала закаленные, округлые и гладкие. Основная шейка фиксируется в седле, где будет размещена сменная вкладыша подшипника .

Подшипник мягче по сравнению с коренными шейками, и они могут измениться при износе. Конструкция подшипников позволяет улавливать небольшой объем загрязнений (если они есть), чтобы предотвратить повреждение коленчатого вала.

Затем прикрутите крышку коренного подшипника к шейке и затяните с определенным моментом.

Цепь двигателя проходит по масляной пленке. Эта масляная пленка проталкивается в зазор между подшипником и шейкой через отверстия седла коленчатого вала и соединительные отверстия вкладыша подшипника. При достаточной подаче масла и давлении подшипники и шейки не соприкасаются.

Читайте также: Различные типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

2) Цапфа шатуна

Шатунная шейка смещена от оси вращения и соединена с большим концом штока поршня.Он также широко известен как шатунный подшипник или шатун. Масло под давлением поступает через основную цапфу через открытый масляный канал.

Некоторые шатуны имеют перфорированный масляный канал, чтобы масло могло разбрызгиваться на стенки цилиндра. В этом случае опорный подшипник шатуна имеет канавку для подачи масла в шатун.

3) Смазка коленчатого вала

Контакт металл-металл — враг эффективных двигателей; Шатунная шейка и основная шейка движутся по масляной пленке, которая собирается на поверхности подшипника.
Смазывать основные опорные подшипники легко. Прохождение масла от блока цилиндров к каждому гнезду коленчатого вала и соответствующие отверстия в корпусе подшипника позволяют этому маслу достигать шейки.
Подшипник шатунной шейки требует такой же смазки, но он вращается со смещением от центра вокруг коленчатого вала. Для подачи масла в эти подшипники масляный канал проходит внутри коленчатого вала через коренные шейки, по диагонали через перемычку и выходит из отверстия в шейке шатуна.
Канавки в основных подшипниках штока сливают масло под действием центробежной силы вращающегося коленчатого вала и удерживают масло под давлением в канале шейки штока.
Зазор между подшипником и шейкой является основной причиной давления моторного масла. Если зазор слишком велик, масло будет течь свободно, и давление не будет поддерживаться.
Если зазор слишком мал, давление масла повышается, и металлы могут соприкасаться друг с другом. Поэтому при восстановлении двигателя необходимо измерить зазор между шейкой и подшипником.

Читайте также: Различные типы рециркуляционных двигателей

4) Противовесы

На коленчатый вал прикладывается сильное вращающее усилие, и масса движется вниз и вверх между шатуном и поршнем, прикладывая большое усилие.Противовес отлит как компонент коленчатого вала, чтобы уравновесить эти силы. Эти противовесы делают двигатель быстрее и тише.
Балансировка коленчатых валов на заводе. Во время этого процесса прикрепляется маховик, и весь узел вращается к машине, которая может измерить место дисбаланса маховика.

Противовес имеет отверстие для балансировки для уменьшения веса. Если вам нужно прибавить в весе, сначала сделайте отверстие, а затем заполните его тяжелым металлом. Повторяйте этот процесс, пока коленчатый вал не придет в состояние балансировки.

5) Упорные шайбы

Более двух или двух упорных шайб устанавливаются в определенных местах по длине коленчатого вала, чтобы предотвратить его вертикальное перемещение.

Эти шайбы устанавливаются между обработанной поверхностью перемычки и седлом коленчатого вала, чтобы поддерживать небольшой заданный зазор и минимизировать боковое смещение, доступное для коленчатого вала. Это расстояние, на котором вал перемещается от одного конца к другому, называется осевым люфтом, и допуски количественно указаны в руководстве по обслуживанию.

Некоторые типы двигателей образуют эти шайбы как компонент коренного подшипника скольжения, в то время как другие типы двигателей (обычно более старые типы) используют отдельные шайбы.

6) Главное масляное уплотнение

Концы коленчатого вала выходят за пределы картера. Итак, вам необходимо обеспечить способ предотвращения просачивания масла через эти отверстия. Эта проблема просачивания масла решается через два основных масляных уплотнения; один находится спереди, а другой — сзади.
Задний главный уплотнитель устанавливается между маховиком и задними коренными шейками.Обычно это манжетное уплотнение из синтетического каучука. Это уплотнительное кольцо вставляется в канавку между масляным поддоном и блоком двигателя. Уплотнение имеет формованную кромку, которая, в отличие от коленчатого вала, толкается через пружину, известную как подвязка.
Сам сальник — недорогой компонент. Однако доступ к нему требует больших трудозатрат по устранению маховика, сцепления и трансмиссии; в некоторых случаях коленчатый вал требует больших усилий. Поэтому рекомендуется менять сальник в любое время, если вы можете разобрать двигатель и получить доступ к деталям.

Читайте также: Различные типы насосов

7) Шкив коленчатого вала

Шкив коленчатого вала также известен как шкив коленчатого вала или гармонический баланс. Это рифленый узел в форме колеса, который напрямую соединяется с кривошипом автомобиля. Он соединяется с другими частями вашего автомобиля через ремень для аксессуаров.

Что приводит к выходу из строя коленчатого вала?

Ниже приведены некоторые распространенные причины повреждения коленчатого вала:

1. Перегрев: Перегрев может вызвать множество проблем с двигателем.Если двигатель перегревается из-за радиатора, недостаточной вентиляции или плохой смазки, тепло, накопленное в двигателе, превышает температуру окружающей среды, и пластиковый корпус датчика коленчатого вала может треснуть или расплавиться. В этом случае автомобиль не заводится. Причина в том, что датчик не может отправлять данные с коленчатого вала на компьютер.
2. Неисправность жгута проводов: Загрязнение, мусор, масло или ослабленная проводка могут вызвать такие проблемы, как петля, заземление, неправильное напряжение и т. Д.Эти проблемы могут привести к проблемам с жгутом проводов и привести к выходу из строя коленчатого вала. Это связано с тем, что грязь, масло или незакрепленная проводка могут изнашивать жгут проводов, приводить к сбоям напряжения или вызывать износ самой проводки. Это может привести к постоянному выходу датчика из строя.
3. Отказ ремня ГРМ: Ремень ГРМ может быть поврежден из-за частого износа или столкновения. Этот порванный ремень ГРМ оборачивается вокруг кривошипа и повреждает его многочисленные мелкие детали.Из-за повреждения ремня ГРМ датчик положения коленвала может задеть его. По этой причине датчик и жгут проводов могут быть повреждены.

Каковы симптомы неисправного датчика положения коленчатого вала?

Наиболее распространенные симптомы неисправного или поврежденного коленчатого вала приведены ниже:

• Детонация: В двигателе возникают проблемы с детонацией из-за чрезмерного износа подшипников шатуна и коренной шейки коленчатого вала.
• Шум: Двигатель может издавать сильный шум из-за повреждения коленчатого вала.
• Двигатель вашего автомобиля может не запускаться из-за заедания
• Остановка двигателя и обратный зажигание: Остановка двигателя и обратный поток зажигания являются симптомами неисправности датчика положения коленчатого вала (CKP). Неисправность датчика положения коленчатого вала может привести к внезапной остановке двигателя после запуска без каких-либо проблем.
• Низкое показание давления масла из-за неровности
• Чрезмерная вибрация двигателя: Датчик CKP обнаруживает и ограничивает вибрацию, создаваемую двигателем транспортного средства, для обеспечения стабильной выходной мощности.Если двигатель вашего автомобиля издает чрезмерную вибрацию, это также является признаком поломки коленчатого вала.
• Пропуски зажигания в цилиндре: Поврежденный датчик CKP не может передать точные данные в PCM, потому что PCM не полностью получает данные, необходимые для подачи искры в нужную камеру сгорания. В результате выходит из строя цилиндр, и автомобиль теряет мощность.

Анализ коленчатого вала ANSYS:

Прежде всего, мы разрабатываем все части коленчатого вала в «Solid work 2018», затем собираем их, а затем сохраняем его модель в формате «IGS».После этого мы импортируем этот файл «IGS» в «ANSYS WORKBENCH R15» для анализа Ansys. Результаты анализа ANSYS приведены ниже.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ:

Анализ коленчатого вала из нержавеющей стали приведен ниже:

Рис. 1: Оба конца коленчатого вала зафиксированы. Рис. 2

Как показано на рис. 2 выше, на верхнюю часть поверхности шатунной шейки прикладывается нагрузка 3,5 МПа.

Рис. 3: Напряжение нечеткости коленчатого вала

Максимальное напряжение, создаваемое в коленчатом валу, равно 2.5407e7Mpa на поверхности шейки шатунной шейки. Минимальное напряжение составляет 27,342 МПа, как показано на рис. 3.

Рис. 4. Максимальная деформация

Как показано на приведенной выше диаграмме, максимальная деформация вала составляет 152,77 МПа.

Рис. 5: Вал коленчатого вала Полная деформация

На рис. 5 выше показана полная деформация коленчатого вала.

Рис. 6: Максимальное напряжение сдвига

1.4273e7MPa — это максимальное напряжение сдвига в области шатунной шейки коленчатого вала, как показано на рис. 6.

Каковы причины поломки коленвала?

Наиболее частые причины поломки коленчатого вала приведены ниже:

• Коленчатый вал может сломаться из-за перегрузки из-за гидроудара, ненормального сгорания и т. Д.
• Дефектный материал вала также может повредить коленчатый вал.
• Неожиданное заклинивание двигателя из-за ослабленного противовеса, неисправности коробки передач и т. Д.
• Механическое повреждение вала перед фиксацией.
• Ненужное вращение и вибрация из-за отказа сцепления, неисправного маховика или поврежденного демпфера колебаний.
• Недостаточные работы по улучшению подшипников коленчатого вала.
• Материальный ущерб из-за более раннего выхода из строя подшипника, отжига шейки подшипника и т. Д.
• Цапфа подшипника стала мягкой в ​​результате преждевременного выхода подшипника из строя или неправильных ремонтных работ (например, ненужной переточки).
• Ввод двигателя в эксплуатацию не соответствовал инструкциям производителя.
• Использование неподходящего вкладыша подшипника.
• Используются старые болты головки подшипника или неправильный момент затяжки.
• Слишком мало смазки при вводе в эксплуатацию, потому что масляная система не заполнена и не сжата.
• Крышки подшипников шатуна / коренного подшипника были смешаны или зафиксированы криво.
• Размер отверстия подшипника картера внутри коленчатого вала не проверялся и не ремонтировался после повреждения.
• Масляный фильтр, моторное масло и масляный радиатор не менялись вовремя.
• Если подшипник поврежден, стружка, остающаяся в масляном контуре двигателя, также может вызвать поломку коленчатого вала.

Как продлить срок службы коленчатого вала?

• Правильный уход за подшипниками двигателя.
• Правильная смазка различных частей коленчатого вала.
• Не допускайте смешивания моторного масла с топливом или охлаждающей жидкостью.
• Соответствующая подача масла к двигателю в соответствии с инструкциями производителя.
• Избегайте использования масла с мусором и другими загрязнениями.
• Не допускайте перегрева двигателя.
• Текущее обслуживание и осмотр двигателя.
• Используйте коленчатый вал из высококачественного материала.
• Своевременно меняйте масляный фильтр, моторное масло и масляный радиатор.
• Правильно проверьте вал перед его установкой.
• Предотвратить механическую перегрузку коленчатого вала из-за гидроудара, аномального сгорания и т. Д.

Каковы причины разбалансировки коленчатого вала?

Ниже приведены важные причины дисбаланса кривошипа:

• Возвратно-поступательное движение поршня внутри камеры сгорания.
• Из-за скручивания и скручивания коленчатого вала.
• Пожар или взрыв картера
• Из-за рабочего хода. Потому что после завершения рабочего такта в двигателе поршень прикладывает рывковое усилие к коленчатому валу, чтобы вращать его еще больше.
• Посадка корабля на мель

Как ломается коленчатый вал?

Существует механическое понятие усталость . Это означает, что материал может выйти из строя из-за повторяющейся нагрузки.Каждый раз, когда коленчатые валы вращаются, обратные нагрузки вызывают небольшой прогиб вала. Это очень похоже на то, как можно сломать вешалку для одежды или проволоку, просто отогнув ее на четверть, может, десяток раз, и проволока порвется.

Изгиб коленчатого вала намного меньше, поэтому для его поломки требуются миллионы циклов, но режим отказа такой же, как у плечиков. Теперь, если подшипник, поддерживающий коленчатый вал, выходит из строя из-за недостатка смазки, смещение отклонения за один оборот резко увеличивается, так что выход из строя может произойти очень быстро.

Другая причина неисправности заключается в том, что несбалансированный маховик / гидротрансформатор или смещенная трансмиссия будут первыми в списке поломок задней части коленчатого вала. Еще одной вероятной причиной может быть скачок напряжения (зазубрина в мелко отшлифованной поверхности) в радиусе рядом с цапфой подшипника. Неровность может превратиться в трещину, которая быстро разрастется.

Что такое распредвал?

Распределительный вал, расположенный в верхней части двигателя. Это важный компонент клапанного механизма двигателя, позволяющий воздуху и топливу попадать в камеру сгорания и позволяющий газам выходить после сгорания.

Последние двигатели внутреннего сгорания могут иметь до четырех распредвалов (или двух распредвалов). Каждый цилиндр имеет четыре клапана (два впускных и два выпускных). На каждом клапане настраивается только один распределительный вал.

Читайте также: Работа распредвала

Распределительный вал против коленчатого вала

Основное различие между коленчатым валом и распределительным валом приведено ниже:

Коленчатый вал	Распределительный вал
Изготовлен путем ковки из легированной стали.	Изготовлен методом литья из стали или чугуна.
Этот вал есть как в 2-тактных, так и в 4-тактных двигателях.	Двухтактный двигатель не имеет распределительного вала. Этот вал используется только в 4-тактном двигателе.
Устанавливается внутри цилиндра	Этот вал устанавливается на головку цилиндра.
Коленчатый вал приводится в движение поршнем через шатун.	Распределительный вал получает движение или усилие от шатуна.
Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение.	Распределительный вал используется для закрытия и открытия всасывающего клапана и выпускного клапана в соответствии с движением поршня.
Поршень двигателя вращает его через шатун.	Ремень ГРМ вращает распределительный вал, который соединен с коленчатым валом.
Имеет большой вес.	Имеет небольшой вес.
Коленчатый вал дороже распредвала.	Распределительный вал дешевый.
Этот вал имеет масляное отверстие, коренной подшипник шейки кривошипа и шатун.	Этот вал имеет встроенную шестерню и кулачки.
В случае 4-тактного двигателя он вращается два раза, чтобы завершить энергетический цикл.	В 4-тактном двигателе он вращается только один раз, чтобы завершить рабочий цикл.

Применения коленчатого вала

1. Коленчатый вал управляет движениями всех клапанов для процессов всасывания, сжатия, зажигания, расширения и выпуска двигателя внутреннего сгорания в правильное время цикла.Это отличная функция.
2. Он собирает вращательное движение шатунами и передает его на маховик.
3. Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение, чтобы он мог перемещаться к колесам транспортного средства.

Раздел часто задаваемых вопросов

Кто изобрел коленчатый вал?

Коленчатый вал был изобретен аль-Джазари в 1206.

Какие бывают типы коленчатых валов?

Коленчатый вал бывает следующих основных типов:

1. Заготовка коленчатого вала
2. Литой коленчатый вал
3. Кованый коленчатый вал
4. Сплошной цельный вал
5. Полностью собранный вал
6. Сварные валы
7. Полуавтоматический вал

Есть ли двигатель, работающий без коленчатого вала?

Есть два типа двигателей

1. Двигатель Ванкеля
2. Поршневой двигатель

Поршневые двигатели сконструированы таким образом, что они не могут работать без поршня и коленчатого вала.В то время как двигатель Ванкеля работает с помощью ротора; и ему не нужен поршень и коленчатый вал.

Коленчатый вал поворачивает распредвал?

Коленчатый вал соединен с распределительным валом через цепь или зубчатую передачу. Кривошип передает свое движение распределительному валу через эту зубчатую передачу. Поскольку распределительный вал получает вращательное движение от коленчатого вала, он использует это движение для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

У какого двигателя нет распредвала?

Двухтактный двигатель не имеет распредвала.Единственный четырехтактный двигатель использует его для открытия и закрытия выпускных и впускных клапанов.

Как завести машину с неисправным датчиком коленвала?

Убедитесь, что зажигание включено, только когда горит свет двигателя, а другие показания минимальны.

Если ваш автомобиль останавливается один или два раза, или вы сталкиваетесь с рывками при ускорении после запуска автомобиля, вы можете двигаться, но вам нужно отнести его в мастерскую. Если проблема более серьезна, вождение может привести к серьезному повреждению двигателя, что может увеличить расходы на ремонт.

Поэтому, если датчик коленчатого вала вашего автомобиля поврежден, вы должны заменить или отремонтировать его как можно скорее, чтобы ваш двигатель работал безупречно.

На каком механизме работает коленчатый вал?

Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме.

Сколько коленчатых валов в v8?

Почти 99% двигателей V8 имеют только один коленчатый вал.

Подробнее

1. Различные типы двигателей
2. Работа распредвала
3. Работа шатуна
4. Двухтактный двигатель
5. Четырехтактный двигатель

Коленвал — х-инженер.org

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

Изображение: Кривошипный механизм двигателя (источник: Rheinmetall)

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

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

Вторичная функция коленчатого вала — передача мощности другим системам двигателя:

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

Изображение: ICE Коленчатый вал с коваными противовесами

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

Изображение: Описание коленчатого вала двигателя (источник: Rheinmetall)

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

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

Изображение: Коленчатый вал ДВС с привинченными болтами противовесами

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

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

Изображение: Анимация кривошипного механизма ДВС (щелкните по нему)

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

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

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

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

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

ЧТО ТАКОЕ КОЛЕНВАЛ И В ЧЕМ ЕГО РАБОТАЕТ? | MTA Queensland

Коленчатый вал — это компонент двигателя, который преобразует вертикальное движение поршней во вращательное движение, необходимое для движения транспортного средства. Энергия вращающегося коленчатого вала передается через маховик и систему трансмиссии, затем через карданный вал (на автомобилях с задним приводом) или трансмиссию (на автомобили с передним приводом) и на ведущие колеса, которые приводят в движение автомобиль.

Коленчатый вал — это усиленная деталь комплекта, обычно сделанная из стали или железа, которая находится в нижней части двигателя. Он соединен с основанием поршней через шатуны, которые прикрепляются к кривошипным штифтам в точках, которые зигзагообразно смещены от осевой линии коленчатого вала. Эта установка позволяет вертикальному движению поршней вращать коленчатый вал и создавать энергию вращения.

Хотя коленчатый вал отвечает за создание этой энергии вращения, он выполняет другие задачи.На противоположном от маховика конце коленчатого вала находится шкив, к которому крепится приводной ремень. Этот приводной ремень подпитывает движение коленчатого вала и приводит в действие различные компоненты, расположенные в передней части двигателя, включая генератор переменного тока (который обеспечивает электроэнергию при движении автомобиля), компрессор кондиционера и насос гидроусилителя рулевого управления, среди прочего. .

Движение коленчатого вала также напрямую связано с подачей топлива и воздуха в цилиндры через его соединение с распределительным валом через зубчатый ремень .Синхронизация движения коленчатого и распределительного валов имеет решающее значение для работы двигателя.

Что может пойти не так?

Коленчатый вал тяжелый и чрезвычайно прочный, и маловероятно, что он сломается или треснет, если он не подвергнется воздействию самых экстремальных сил и давления. Однако это может произойти, и если это произойдет, автомобиль никуда не поедет и может потребоваться полный демонтаж и осмотр двигателя, возможно, даже замена двигателя,

Более вероятно, что произойдет отказ периферийных компонентов, критических для работы коленчатого вала.Эти неисправные детали также могут привести к серьезным повреждениям, но их можно отремонтировать или заменить, если проблема будет обнаружена достаточно рано.

УПЛОТНЕНИЕ КОЛЕНВАЛА: Как и для всех движущихся частей двигателя, для обеспечения плавной работы коленчатого вала требуется смазка. Если уплотнение коленчатого вала треснет или сломается, масло может вытечь, и, если его не устранить, возникающие в результате трение и нагрев могут согнуться и серьезно повредить коленчатый вал.

ГАРМОНИЧЕСКИЙ БАЛАНСИР: Этот компонент находится на конце шкива коленчатого вала и предназначен для поглощения вибрации двигателя.В случае его выхода из строя, как следствие, усиление вибрации и тряски может привести к повреждению коленчатого вала и других прикрепленных к нему компонентов.

ДАТЧИК КОЛЕНВАЛА: Датчик коленчатого вала — это электронное устройство, используемое системой управления двигателем транспортного средства для контроля положения и частоты вращения коленчатого вала. Система использует эти данные, чтобы определить, когда произвести искру для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре. Если датчик коленчатого вала неисправен, может возникнуть затруднение при запуске двигателя или его полное отсутствие.

ПОДШИПНИКИ: Подшипники коленчатого вала позволяют коленчатому валу плавно перемещаться и вращаться, уменьшая трение между ним и неподвижным блоком двигателя над ним, в котором находятся поршни. Если эти подшипники выходят из строя — они могут быть повреждены грязью и мусором, загрязняющими смазочное масло, или когда утечка оставила систему без достаточного количества масла — тогда давление и трение могут возрасти до такой степени, что может произойти серьезное повреждение.

Игнорирование всех этих проблем приведет к катастрофическому повреждению двигателя.Если коленчатый вал не сбалансирован правильно, если подшипники выходят из строя или вибрация слишком велика, то повреждение может распространяться не только от коленчатого вала, но и через двигатель на шатуны, поршни, клапаны. . . короче катастрофа.

СИМПТОМЫ И РАСХОДЫ

На что следует обращать внимание, — это неравномерная работа, стук двигателя, пропуски зажигания в двигателе, низкие показания давления масла, периодическая остановка двигателя и повышенная вибрация, ощущаемая в автомобиле.Все это может указывать на проблему с системой коленчатого вала.

Если проблема в коленчатом валу, то стоимость может быть высокой. Замена коленчатого вала — это серьезный ремонт, требующий полного рабочего дня квалифицированного механика или более. Если проблема связана с периферийным компонентом, время и затраты будут меньше. Чтобы обеспечить менее дорогое решение, нельзя игнорировать упомянутые выше симптомы. Квалифицированный механик сможет диагностировать и отследить точную проблему, а также убедиться, что любой ремонт или замена произведены правильно.

9 января 2020

Распредвалы и коленчатые валы: что они делают и как работают?

Распредвалы и коленчатые валы — это термины, которые вы, вероятно, слышали, если обсуждали двигатели внутреннего сгорания со своим механиком (или другими автолюбителями). Но что такое распредвал или коленчатый вал и что они делают?

Хотя поначалу это может показаться немного сложным, это не так страшно, когда все разбивается на части.

В этом руководстве мы рассмотрим все, что вам нужно знать о распределительных и коленчатых валах — от того, что они собой представляют, до того, как они работают.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — один из важнейших компонентов вашего двигателя.

Коленчатые валы преобразуют линейную мощность поршней во вращательную силу, которую трансмиссия передает на колеса. Он также использует всю эту мощность вращения для активации аксессуаров вашего автомобиля, что делает его одной из самых разнообразных систем распределения энергии в вашем автомобиле.

Проще говоря, коленчатый вал обеспечивает мощность, создаваемую поршнями. Ваш двигатель использует эту мощность для привода змеевика (или цепи), которая прикреплена к передней части двигателя, и этот ремень приводит в движение все ваши аксессуары.

Ремень приводит в движение все, от вашего кондиционера до генератора. Конечно, коленчатый вал также приводит в движение карданный вал двигателя, который передает мощность на колеса через трансмиссию.

Если поршни — рабочие лошадки — коленвал — служба доставки.

Как работает коленчатый вал

Коленчатый вал — один из самых громоздких компонентов двигателя. Это также один из самых простых способов. Именно эта механическая изобретательность делает коленчатый вал современным механическим чудом.

Коленчатый вал состоит из нескольких основных компонентов, обеспечивающих его работу.

Во-первых, это смещенные валы (также известные как шейки шатуна), в которых встречаются шатуны. Эти шатуны соединены непосредственно с поршнем, и, когда коленчатый вал вращается, он толкает эти шейки шатуна вверх и вниз, перемещая при этом поршни.

Кроме того, коленчатый вал имеет шестерню, прикрепленную к переднему концу, и эта шестерня прикрепляется к серпантинному ремню, который приводит в движение все аксессуары вашего двигателя.

Еще одной особенностью коленчатого вала являются противовесы. Поршни, движущиеся вверх и вниз, создают большую силу, которая в противном случае заставила бы ваш двигатель перемещаться повсюду.

В то время как опоры двигателя закрепляют ваш двигатель болтами, еще одна вещь, которая удерживает ваш двигатель от слишком большого движения и сохраняет все в равновесии, — это противовесы коленчатого вала.

Это просто более тяжелые части коленчатого вала, которые производитель стратегически разместил, чтобы все было сбалансировано, когда коленчатый вал вращается на безумно высоких оборотах.

Что такое распределительный вал?

Прежде чем вы разберетесь, как работает распределительный вал (и чем он отличается от коленчатого вала), вам нужно сначала понять — что такое распределительный вал ?

Самый простой способ определить функцию распределительного вала — это преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное. Это сбивает с толку? Давайте разберемся.

Коленчатый вал вращается, и это вращение вращает ремень или цепь ГРМ, которая вращает ваш распределительный вал. Это ваше вращательное движение.

Ваш распределительный вал принимает все это вращательное движение и использует его для многократного подъема и опускания впускных и выпускных клапанов двигателя. Это время должно быть точным; Если ваш впускной клапан не открывается, когда это необходимо, не будет воздуха для облегчения зажигания.

Если выпускной клапан не открывается вовремя, все сгоревшее топливо и воздух некуда деваться, что затрудняет попадание нового воздуха в систему.

Может показаться, что это не так уж много, но распредвал — один из наиболее важных аспектов вашего двигателя.Если вы ищете серьезного повышения производительности, модернизация распределительного вала и настройка — верный способ добиться этого.

Как работает кулачок?

Как и коленчатый вал, распределительный вал — понятие относительно простое для понимания. Но что делают кулачки и, что более важно, что они делают для производительности?

Распределительный вал представляет собой металлический стержень со смещенными выступами. Эти смещенные лепестки упираются в толкатели, прикрепленные к коромыслам.

Поскольку большая часть лепестка толкает толкатель, он поднимает его.Другой конец штока толкает коромысло, которое, в свою очередь, поднимает или опускает соответствующий впускной или выпускной клапан.

Когда нижняя часть лепестка возвращается в исходное положение, толкатель опускается обратно вниз, и цикл повторяется.

Поскольку распределительный вал прикреплен к коленчатому валу через ремень или цепь ГРМ, не имеет значения, насколько быстро или медленно работает двигатель; распределительный вал всегда остается в идеальном ритме.

Это необходимо для того, чтобы все работало бесперебойно, и настройка на этот раз может отрицательно сказаться на характеристиках двигателя.

Рабочие характеристики Распредвалы

Если вы думаете, что между разными распредвалами нет большой разницы, поскольку все они должны быть в соотношении 1: 2 с коленчатым валом — остановитесь прямо здесь.

Распредвалы Performance отличаются от обычных распредвалов, и все сводится к ГРМ.

Чем дольше открыты впускные клапаны, тем больше времени у вас есть на нагнетание воздуха в камеру сгорания. Чем больше воздуха вы туда попадете, тем больше силы вы создадите при каждом взрыве.

Вот почему рабочие распредвалы имеют большие кулачки по сравнению со стандартными распредвалами. Однако при замене распредвала необходимо произвести настройку двигателя. В противном случае вы сломаете двигатель, как правило, в течение нескольких минут после его запуска.

Итак, что делает рабочий распределительный вал? Он полностью ремонтирует ваш двигатель и оптимизирует производительность.

Двойные верхние распредвалы (DOHC) и традиционные распредвалы

Одна из особенностей, о которой вы услышите, как производители хвастаются, — это двойные верхние распредвалы или DOHC.Наиболее значительным преимуществом DOHC является то, что вы получаете два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.

Это позволяет двигателям работать на более высоких оборотах, но при этом получать воздух, необходимый для работы. Хотя это наиболее заметное преимущество систем с двумя распределительными валами по сравнению с одним, существуют также потолочные системы с одним распределительным валом.

Обе системы полностью исключают толкатели, и вместо этого коромысла устанавливаются непосредственно напротив распределительного вала.Это само по себе дает несколько преимуществ и позволяет производителю размещать свечу зажигания в середине камеры сгорания для повышения эффективности.

Системы как с DOHC, так и с одним верхним кулачком (SOHC) работают по одним и тем же принципам, но двигатели с DOHC обычно являются двигателями с более высокими характеристиками.

Единственный реальный недостаток DOHC по сравнению с SOHC состоит в том, что системы DOHC немного менее экономичны и немного дороже в ремонте. Однако, если ваш распредвал нуждается в ремонте, он не будет дешевым, независимо от системы, установленной в вашем автомобиле.

Фактически, если ваш распредвал требует ремонта, высока вероятность того, что несколько других компонентов будут повреждены, и вам может потребоваться новый двигатель.

Распределительный вал и коленчатый вал: реальная разница

Одно из наиболее значительных различий между распределительным валом и коленчатым валом — это форма. Распредвалы длинные и узкие, со смещенными лепестками по всей длине.

Коленчатые валы, напротив, большие и громоздкие. Хотя они в основном круглые по своей природе, они имеют смещенные монтажные площадки для шатуна, что делает их коренастыми и громоздкими в работе.

Конечно, дело не только в том, как они выглядят, это два совершенно разных компонента, которые выполняют совершенно разные функции. Не менее важно сломать цель коленчатого и распределительного валов.

В то время как коленчатый вал является инструментом для подачи энергии, распределительный вал — это ритм, который заставляет все работать, когда это необходимо. Оба они имеют решающее значение для работы двигателя, но это совершенно разные компоненты.

Удивительная хореография между коленчатым валом и распределительным валом

Хотя есть масса вещей, которые могут сломаться, глядя на распредвалы vs.коленчатые валы, есть интересное соотношение, которое обеспечивает бесперебойную работу.

Цепь ГРМ (или ремень) соединяет коленчатый вал с распределительным валом, и распределительный вал всегда будет вращаться в соотношении 1: 2 с коленчатым валом.

Когда вы это разбираете, это имеет смысл. Четырехтактные двигатели имеют четыре ступени — впускной клапан открывается на одной ступени, а выпускной клапан открывается на другой. На последних двух этапах оба клапана остаются закрытыми.

Но за каждый оборот распределительного вала вы открываете и впускной, и выпускной клапан по одному разу.Благодаря тому, что частота вращения коленчатого вала составляет половину скорости, все остается в идеальном состоянии.

Слишком быстро или слишком медленно, и время будет полностью нарушено, и ваш автомобиль никогда не выедет с проезжей части.

Распредвалы и коленчатые валы: чем больше вы знаете

Ищете ли вы лучший ответ на часто задаваемый вопрос о том, что такое распредвал или коленчатый вал, или вы пытаетесь лучше понять, как работает волшебная машина. ваша подъездная дорога работает — понимание различий между распредвалом и коленчатым валом жизненно важно.

Обе они выполняют уникальные и важные функции для вашего двигателя, и хотя новички часто путают их, между этими двумя частями не так много общего.

Теперь, когда вы хорошо разбираетесь в механических основах, взгляните на некоторые из наших других руководств, в которых подробно рассматриваются общие автомобильные компоненты.

Понравилось то, что вы здесь прочитали, или у вас есть вопросы? Оставьте комментарий ниже, мы будем рады услышать от вас!

Что такое коленчатый вал и как он работает? — Информационный центр My Auto Shop

Колеса вашего автомобиля крутятся, поршни поднимаются и опускаются.Итак, вопрос в том, как взять боковое движение поршней и повернуть его горизонтально, чтобы получить энергию вращения? Ответ — ваш коленчатый вал. Он забирает всю энергию от поршней и отправляет ее в трансмиссию. Это очень важно, это центральный элемент вашего двигателя внутреннего сгорания.

Коленчатый вал вращается за счет поршней и остается сбалансированным при вращении на очень высоких скоростях. На его конце также прикреплен шкив. Этот шкив питает ваш генератор переменного тока, компрессор кондиционера и многое другое.Как вы понимаете, это действительно важная часть вашего блока двигателя.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал представляет собой металлический вал, обычно изготовленный из высокопрочного стального композитного материала, а иногда даже из кованой стали. Он должен быть сильным, потому что он передает энергию посредством проворачивания. Если вы когда-нибудь видели старый школьный поезд и как этот стержень вращает колесо, то это то, что шатун делает с кривошипом.

Прикручивается к маховику и шкиву коленчатого вала.Есть несколько ключевых подшипников, которые позволяют вращать оба из них, не повреждая и не перемещая при этом ничего другого. Подшипники штока амортизируют шток при его вращении. Подшипники шатуна обеспечивают вращение коленчатого вала независимо от блока.

Чтобы ваши удилища оставались прикрепленными во время вращения на таких высоких скоростях, у вас есть основные болты стержня. Чтобы коленчатый вал оставался прикрепленным к основному блоку во время его вращения, у вас есть основные болты. Знаю, довольно изобретательные имена.

Ваш коленчатый вал сбалансирован.Как вы понимаете, вращение вала под разными углами и с разным весом создает проблему. Коленчатый вал утяжеляется и имеет внутреннюю или внешнюю балансировку, позволяющую ему вращаться идеально плавно.

Как работает коленчатый вал?

Коленчатое движение вызывается движением поршня вверх и вниз. Во время движения шатун вращает коленчатый вал вокруг своей оси. Эта энергия вращения связана с маховиком, в свою очередь, с трансмиссией.Позволяет приводному валу или валам CV вращать колеса.

Когда вы не ускоряетесь или автомобиль движется вперед под действием силы тяжести, колеса вращают коленчатый вал. Это позволяет поршням двигаться должным образом, даже если они не выполняют работу.

Что может пойти не так с коленчатым валом?

Если ваши подшипники выйдут из строя, вы можете поцарапать коленчатый вал и потребовать дорогостоящей обработки. Стоимость входа и выхода из машины намного хуже.

Если вы повредили шатун и тем самым повредили коленчатый вал, может потребоваться новый.Это невероятно дорого и обычно уходит в один двигатель.

Как предотвратить повреждение двигателя?

Вы заботитесь о своей машине.

Регулярно меняйте масло. Отремонтируйте, осмотрите и проведите техобслуживание по мере необходимости.

Мы можем помочь вам в этом, причем по низкой цене! Просто нажмите здесь, чтобы записаться на обслуживание или любую другую работу, которая понадобится вашему автомобилю. Наши партнерские гаражи будут держать вас в пути, при этом снижая расходы.

Коленчатый вал и маховик | Как это работает

Коленчатый вал и маховик

Когда поршневой двигатель используется для приведения в движение транспортного средства, одна из первых возникающих инженерных проблем заключается в том, как получить вращающую силу, необходимую для приведения в движение колес, от двигателя, вырабатывающего линейную мощность, когда его поршни поднимаются и опускаются.Проблема решена с помощью коленвала. Этот вал, соединенный как с поршневыми узлами, так и с трансмиссией, преобразует вертикальное движение поршней во вращательный привод, так что оно может передаваться на опорные колеса. Помимо передачи привода коленчатый вал выполняет еще несколько функций. К ним относятся привод распределительного вала, шкив ремня вентилятора и шестерня, которая приводится в зацепление стартером.

Форма и функция коленчатого вала

Форма коленчатого вала зависит от типа двигателя, на котором он установлен.Однако все конструкции в основном одинаковы, поскольку функции, которые они должны выполнять, всегда одинаковы. Коленчатый вал несет поршневой узел или узлы в многоцилиндровых двигателях и устанавливается в основании блока (рис. 4) во всех двигателях, кроме горизонтально противоположных, где он находится в центре. В одноцилиндровых двигателях коленчатый вал имеет только один подшипник поршня в сборе и, следовательно, имеет только одну шатунную шейку. Шатун смещен относительно оси вала (рис. 6), чтобы пространство для шатуна могло перемещаться вверх и вниз одновременно с его вращением.Смещенная шатунная шейка называется «ходовой».

По обе стороны от шатунной шейки находятся основные подшипники, которые устанавливают вал в блоке двигателя, а также позволяют ему вращаться. Таким образом, вал имеет характерную U-образную форму. Эта U-образная конструкция позволяет коленчатому валу преобразовывать по существу линейное движение поршневого узла во вращательный привод. Поскольку поршень движется вниз по цилиндру, большой конец шатуна толкает шатун, к которому он прикреплен, вниз и в сторону (рис.3), одновременно вращаясь вокруг него. Когда поршень начинает движение вверх, шатун толкает шатунную головку по кругу вверх, снова одновременно вращаясь вокруг нее. Результатом этого является вращение коленчатого вала в его коренных подшипниках и передача кругового привода на колеса автомобиля.

Подшипник и ходовая часть

Коленчатый вал в одноцилиндровом двигателе самый простой по форме. Однако большинство транспортных средств имеет четыре или более цилиндров, и, следовательно, коленчатые валы в этих двигателях намного сложнее.Двумя основными переменными в форме многоходовых коленчатых валов являются расположение и количество коренных подшипников, а также ориентация ходов. Определенное количество коренных подшипников необходимо для надежной установки многоходового коленчатого вала, чтобы предотвратить его биение или деформацию под нагрузками, прилагаемыми к нему со стороны поршневых узлов. Традиционно это обычно означало, что подшипники размещались по обе стороны от каждой шейки кривошипа, что давало пять основных подшипников на валу четырехцилиндрового двигателя.

Однако при использовании валов из более прочной легированной стали и более легких поршневых узлов иногда два шатуна опираются на две соседние шейки кривошипа, между которыми нет подшипников.Более короткие валы, которые возможны в плоских и V-образных двигателях, также позволяют отказаться от подшипников без потери необходимой жесткости. Расположение бросков является важной частью балансировки двигателя. Это связано с тем, что для сглаживания неровностей четырехтактного цикла поршневые узлы не поднимаются и не опускаются вместе, а смещены в шахматном порядке. Это приводит к уравновешиванию веса одного поршневого узла по отношению к весу другого. Следовательно, ходы кривошипа должны быть расположены в соответствии с порядком запуска двигателя.

В четырехцилиндровом рядном двигателе ходы кривошипа расположены так, что два средних хода находятся под углом 180 до конца и два хода. Эта конструкция обычно имеет пять основных подшипников, что дает очень жесткий вал, хотя могут быть и трехподшипниковые узлы, особенно на транспортных средствах с меньшим двигателем. Горизонтально-противоположный четырехцилиндровый двигатель имеет конструкцию коленчатого вала, аналогичную конструкции рядного двигателя, но поскольку пары поршней обращены друг к другу, вал короче и жестче и часто имеет только три подшипника.Коленчатый вал в двигателе V-4 снова короче, чем его рядный эквивалент. Броски обычно проходят под углом около 90 друг к другу, как и два блока цилиндров. Шестицилиндровые двигатели следуют той же общей схеме, что и четырехцилиндровые двигатели, и, следовательно, коленчатые валы аналогичны — просто длиннее.

В шестицилиндровом рядном двигателе ходы коленчатого вала расположены так, что два концевых поршня поднимаются и опускаются вместе, как и поршни второй и пятый, а также третий и четвертый. Это приводит к тому, что броски располагаются вокруг вала под углом 120 друг к другу.Поскольку эти валы длинные, они обычно имеют целых семь подшипников для максимальной поддержки. Поскольку в автомобиле трудно вместить ширину плоского шестицилиндрового двигателя, они почти не используются. Вместо этого альтернативой рядному шестицилиндровому двигателю является шестицилиндровый двигатель. Преимущество шестицилиндрового двигателя перед рядным расположением двигателя состоит в том, что он намного короче. Иногда он поддерживается четырьмя подшипниками, но чаще встречается семь, поскольку такая конструкция обеспечивает гораздо большую степень жесткости и меньшую вибрацию.Распределение хода составляет 60, что является обычным углом, под которым выровнены блоки цилиндров.

V-образный восьмицилиндровый двигатель имеет те же преимущества, что и шестицилиндровый двигатель, в том смысле, что относительно короткий и жесткий коленчатый вал может использоваться для большого двигателя. Используются два ряда цилиндров под углом 90, и поэтому ходы расположены вокруг вала с интервалами 90 или 180. Этот эффект фактически удваивается, потому что на каждой шейке кривошипа установлено по два поршня, причем каждый поршень на одной шейке кривошипа входит в цилиндр на обращенных к нему сторонах блока.Это приводит к тому, что коленчатый вал V-8 имеет только пять коренных подшипников.

Балансировка и демпфирование коленчатого вала

Хотя порядок зажигания помогает выровнять вибрацию, присущую четырехтактному циклу, он не выполняет всю работу. Некоторая комковатость устраняется с помощью маховика на заднем конце вала. Это просто тяжелый диск, который после того, как начал вращаться двигателем, имеет тенденцию продолжать движение и, таким образом, выравнивает подачу мощности. Помимо балансировки двигателя, необходимо балансировать и сам коленчатый вал.Это связано с тем, что ходы коленчатого вала смещены относительно оси вала, и их движение создает эффект дисбаланса. Дополнительная вибрация вызывается вращением шатунов шатуна вокруг шейки кривошипа.

Эта вибрация контролируется литьем перемычек напротив ходов кривошипа. Перемычки имеют вес, который соответствует осевому воздействию на шатунную шейку, когда поршневой узел вращает ее. Таким образом, их размер и вес варьируются в зависимости от размера и типа двигателя. Перемычки на валу в плоском двигателе обычно довольно маленькие, например, поскольку эти двигатели настолько хорошо сбалансированы, что не сильно вибрируют.Коленчатый вал подвержен не только эффекту дисбаланса, но и крутильным или крутильным колебаниям. Это происходит из-за силы поршневого узла, нагружающей ходы кривошипа, и тенденции вала снова скручиваться, когда давление прекращается в конце рабочего хода.

Чтобы эти вибрации не становились слишком сильными, на конце вала установлен демпфер. Типичный демпфер состоит из небольшого маховика, прикрепленного к шкиву, на котором ремешок движется с помощью резиновой вставки толщиной около 6 мм.Резина прогибается при вращении вала, эффективно гася любую вибрацию. Хотя у большинства коленчатых валов есть перемычки и гасители вибрации для борьбы с вибрациями, другой метод балансировки используется только на определенных двигателях. В этом методе используется утяжеленный уравновешивающий вал, который прикреплен к коленчатому валу через шестерни. Он входит в стандартную комплектацию четырехцилиндровых двигателей, но также используется на некоторых двухцилиндровых двигателях, например, на мотоциклах.

Подшипники коленчатого вала

Хотя сами коленчатые валы изготавливаются из прочных легированных сталей, обычно из никель-хром-молибденовой стали, а шейки имеют специальную закалку, подшипники изготавливаются из более мягкого металла.Это означает, что в первую очередь изнашивается более дешевая и легко заменяемая деталь. Подшипники имеют форму вкладышей внутри как шатуна, так и коренных подшипников. Все в основном похожи, за исключением одного из основных подшипников, который называется упорным подшипником. В то время как другие коренные подшипники предотвращают перемещение вала вверх или вниз, упорный подшипник не позволяет валу двигаться вперед или назад. Для этого он имеет U-образную форму, а остальные — плоские. Он касается не только шейки вала, но и фланцев кривошипа.Положение этого подшипника варьируется, но на больших V-образных двигателях он, как правило, является центральным подшипником, тогда как на рядных двигателях он обычно находится в задней части. При отсутствии упорного подшипника как такового упорные шайбы устанавливаются рядом с коренным подшипником. Они выполняют идентичную функцию.

Смазка подшипников

Чтобы предотвратить чрезмерный износ шейки и подшипников, они должны постоянно «плавать» на тонкой масляной пленке. Таким образом, вал имеет тщательно продуманный масляный канал, просверленный через него, а подшипники иногда имеют канавки.Масляный канал через вал должен иметь особую форму, чтобы избежать накопления масляного шлама и засорения каналов под действием центробежной силы. Подшипники имеют канавки, позволяющие маслу проходить по всему периметру и течь независимо от положения вращения вала. Масло также выполняет две другие функции: охлаждение подшипников при прохождении через них и смывание любых отложений или стружки, которые могут присутствовать.

Дополнительные функции коленчатого вала

Коленчатый вал, являясь первой частью приводного вала, выполняет другие функции, кроме передачи привода.Передний конец коленчатого вала проходит через коренной подшипник и масляное уплотнение и несет звездочку, которая приводит в движение распределительный вал, который, в свою очередь, приводит в действие шестерню клапана. Также на этом конце находится шкив, на котором движется ремень вентилятора, который приводит в действие генератор, вентилятор и водяной насос. На заднем конце вала находится другой коренной подшипник и сальник, а вал снова выступает, чтобы заканчиваться фланцем, к которому болтами прикреплен маховик. Хотя с улучшенной балансировкой двигателя размер маховика в современных двигателях был уменьшен, у него есть и другие применения.Он образует неотъемлемую часть механизма сцепления, обращенная лицевой стороной к двигателю, приводя в движение ведущий диск сцепления. Эта пластина, по сути, фрикционный диск, позволяет постепенно передавать мощность двигателя в систему трансмиссии, позволяя автомобилю уйти из состояния покоя.

Не менее важная функция маховика — это его часть при запуске двигателя.