Развитие двигателестроения в разных странах имеет свои особенности, обусловленные различным уровнем промышленного потенциала, состоянием топливных ресурсов, традициями и спросом. Однако основные направления поисков при этом остаются общими. Сегодняшние усилия специалистов направлены в основном на разработку и изготовление современных легких и компактных, мощных и экономичных двигателей, в отработавших газах которых содержался бы минимум токсичных веществ. В последнее время значительно повысились и требования к уровню шума и вибрации. Таково настоятельное веление экологии. [1]
Поршневые двигатели внутреннего сгорания останутся основным типом транспортных двигателей как в XX, так и в начале XXI века. Несмотря на их солидную историю ДВС (бензиновый двигатель недавно отпраздновал свой столетний юбилей), инженерная мысль постоянно находит что-то новое или даже вновь возвращается к забытому старому.
коленчатый вал двигатель
1. Общее назначение, устройство коленчатого вала и принцип работы
Заключительное звено кривошипно-шатунного механизма поршневого двигателя — группа коленчатого вала. Детали этой группы завершают процесс преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение выходного звена(рис.1).
В группу коленчатого вала входят: собственно, коленчатый вал, противовесы, маховик, элементы привода газораспределительного и других вспомогательных механизмов и систем двигателя, узел осевой фиксации и детали маслоуплотняющих устройств.
Наиболее сложной и ответственной деталью группы коленчатого вала является сам коленчатый вал. Коленчатый вал — один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. От технического совершенства конструкции и качества изготовления коленчатого вала во многом зависят полнота использования двигателем тепловой энергии сгоревших газов, т.е. его КПД, потери на трение, долговечность, надежность, эффективность и экономичность двигателя. [2]
Коленчатый вал превращает возвратно-поступательное движение поршня, посредством шатуна, в круговое вращение. Расстояние между осями коренных и шатунных шеек, называемое радиусом кривошипа, является одним из основных технических показателей коленчатого вала и всего двигателя. Длина хода поршня в цилиндре, равная удвоенной величине радиуса кривошипа, зависит только от этого показателя. А от длины хода поршня зависит объём цилиндра двигателя. Изменяя длину радиуса кривошипа, при неизменном диаметре цилиндра, можно изменять объём цилиндров двигателя. Двигатели, в которых ход поршня больше диаметра цилиндра, называются длиноходными. Двигатели, у которых ход поршня меньше диаметра цилиндра, называются короткоходными. Короткоходные двигатели позволяют поднять скорость вращения двигателя и благодаря этому увеличить максимальную мощность двигателя, но длиноходные двигатели имеют больший крутящий момент в диапазоне низких оборотов, и они более экономичны.
Общее устройство и работа двигателя автомобиля
... воздухом) в цилиндрах двигателя газы воздействуют на поршни, поступательное движение которых преобразуется кривошипно-шатунным механизмом во вращательное движение коленчатого вала, которое в ... устройство, основные параметры и принцип работы двигателя рассмотрим на примере одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя. Основными частями двигателя являются кривошипно-шатун-ный механизм, ...
Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма. Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, передаваемый потребителю.
Кроме того, коленчатый вал обеспечивает движение поршней во время вспомогательных тактов и пуска двигателя, а также приводит в действие вспомогательные механизмы и приборы двигателя и его систем.
Усилия со стороны газов и сил инерции при большой длине коленчатого вала вызывают заметные продольные и угловые деформации, причиной которых являются динамические знакопеременные нагрузки, способные при продолжительных воздействиях привести к усталостным разрушениям.
Шейки коленчатого вала работают при больших окружных скоростях и испытывают значительные тепловые и механические напряжения(рис.2).
При этом шатунные шейки совершают сложные перемещения, вызывающие комплексные инерционные нагрузки.
Исходя из перечисленных выше условий, в которых работает коленчатый вал, к его конструкции предъявляются следующие требования:
- форма коленвала должна обеспечивать уравновешенность двигателя во время работы;
- высокая жесткость, исключающая недопустимые деформации;
- высокая усталостная прочность и способность противостоять динамическим нагрузкам;
- высокая износостойкость трущихся поверхностей;
- минимальная масса, позволяющая снизить возникающие во время вращения вала инерционные силы и моменты.
Рис.1 Расположение коленчатого вала в блоке цилиндров
Рис.2 Общий вид коленчатого вала 4-х цилиндрового двигателя
Рис.3 Схема коленчатого вала:
- а — стальной кованный;
- б — чугунный литой;
1 — хвостовик; 2 — шатунная шейка; 3 — щека; 4 — коренная шейка; 5 — носок;
— Под влиянием резко изменяющихся по величине и направлению сил инерции и давления газов коленчатый вал вращается неравномерно, испытывая крутильные колебания, подвергаясь скручиванию, изгибу, сжатию и растяжению, а также воспринимая тепловые нагрузки. Поэтому он должен обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшой массе.
Основными элементами коленчатого вала являются коренные и шатунные шейки, соединяющие щеки, носок и хвостовик. Две коренные шейки, шатунная шейка и щеки, соединяющие их, образуют кривошип (колено).
Положение колен должно обеспечивать уравновешенность двигателя, равномерность воспламенения, минимальные крутильные колебания и изгибающие моменты.
Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
Ремонт коленчатых валов
... коленчатых валов двигателей является износ шеек. Преждевременный износ рабочих поверхностей коленчатых валов выше предельных значений ведет, как правило, не только к значительным затратам на ремонт или замену коленчатых валов, ... Рис. 1.2. Схема нагружения галтелей коленчатого вала. Концентраторами напряжений могут быть также глубокие царапины и надрезы на шейках вала, а также дефекты материала, ...
Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами Шатунная шейка служит опорной поверхностью для конкретного шатуна.
Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на котором крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала, соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.
Торцевые поверхности щек, выступающие за шейки, шлифуются и образуют кольцевые пояски, используемые для осевой фиксации шатунов и самого коленчатого вала. Эти кольцевые пояски сопрягаются с цилиндрической поверхностью шеек плавными переходами — галтелями.
Внутри шеек и щек имеется система каналов и отверстий для подачи смазочного материала к подшипникам. Масло, как правило, поступает к шатунным вкладышам по каналам из смежных коренных подшипников.
Коренные шейки нагружаются в основном крутящим моментом. На шатунные шейки действуют одновременно переменные крутящие и изгибающие моменты, экстремальные значения которых не совпадают по времени.
Применение в коленчатых валах современных двигателей коренных и шатунных шеек больших диаметров приводят к тому, что их сечения перекрывают друг друга в плане. Это повышает изгибную жесткость коленчатого вала.
Щеки вала имеют эллиптическую, прямоугольную или круглую форму. Ее выбирают исходя из максимально рационального использования металла без снижения прочности вала.
Щеки подвергаются изгибу в двух плоскостях, растяжению и сжатию, а также кручению. Они являются наиболее сложно нагруженными элементами коленчатого вала, а наибольшие концентрации напряжений отмечаются в галтелях.
Наиболее нагруженным в конструкции коленчатого вала является место перехода от шейки (коренной, шатунной) к щеке. Для снижения концентрации изгибных напряжений места перехода от щек к шейкам выполняют в виде галтелей (закруглений) по двум или трем радиусам, или с поднутрением в щеку, что обеспечивает максимально возможную длину опорной длины шейки.
Галтели в совокупности увеличивают длину коленчатого вала, для уменьшения длины их выполняют с углублением в щеку или шейку.
Вращение коленчатого вала в опорах, а шатунов в шатунных шейках обеспечивается подшипниками скольжения. В качестве подшипников применяются разъемные тонкостенные вкладыши, которые изготавливаются из стальной ленты с нанесенным антифрикционным слоем. Проворачиванию вкладышей вокруг шейки препятствует выступ, которым они фиксируются в опоре. Для предотвращения осевых перемещений коленчатого вала используется упорный подшипник скольжения, который устанавливается на средней или крайней коренной шейке.
Как коренные, так и шатунные шейки коленчатого вала, вращаются в подшипниках скольжения. Есть очень небольшое количество коленчатых валов, вращающихся в подшипниках качения, но широкого распространения такие конструкции не имеют. Коленчатый вал, предназначенный для установки в подшипники качения должен быть разборным и поэтому иметь довольно сложную и не совсем надёжную конструкцию. Вращающиеся в подшипниках скольжения, шейки коленчатого вала должны иметь поверхность, имеющую очень высокую способность сопротивления износу. Поэтому эти поверхность, как и поверхности, контактирующие с сальниками, подвергаются различным способам поверхностного упрочнения, чаше всего закалкой при помощи токов высокой частоты, азотированием и качественной механической обработкой.
При работе двигателя, на коленчатый вал могут действовать усилия вдоль его оси. Они возникают, например, при включении или выключении сцепления, при наличии косозубых шестерен в приводах от вала. Под действием осевых сил вал может сместиться вдоль оси, что нежелательно из-за опасности возникновения повышенного трения в подшипниках или просто механического повреждения вала. Для предотвращения осевых смещений используют фиксирующие узлы. Это могут быть упорные подшипники скольжения или неподвижные упорные кольца, установленные с обеих сторон одной из коренных опор (передней или задней), коленчатого вала, и подвижные упорные элементы самого вала — кольцевой поясок на щеке вала и стальная упорная шайба. При сборке узла обеспечивается зазор 0,1—0,2 мм во избежание защемления вала. При большей величине смещения возникает опасность нежелательного нарушения взаиморасположения деталей кривошипно-шатунного механизма. Как правило, осевая фиксация осуществляется только у одной из коренных опор с тем, чтобы при тепловом расширении сохранялась возможность перемещения как самого вала, так и элементов остова двигателя (рис.4).
Для фиксации используют либо крайние опоры, либо средняя опора. При косозубом шестеренчатом или цепном приводе кулачкового вала газораспределения для фиксации вала рекомендуется использовать переднюю коренную опору.
Заднюю опору для фиксации вала чаще используют в дизелях. В этих двигателях неподвижные упорные элементы изготовляются в виде полуколец из бронзы, устанавливаются в гнезда коренной опоры и фиксируются штифтами. Соответственно вал имеет торцовые упорные элементы в виде поясков.
Для уменьшения массы вала и подачи масла к подшипникам внутри шеек и щек вала выполняют систему каналов, полостей и отверстий. Наиболее удаленные от оси вала полости могут быть использованы в качестве уловителей механических частиц. В основном в современных двигателях используются подшипники скольжения, а в тяжелых двигателях могут применяться и подшипники качения.
Коренные и шатунные шейки включены в систему смазки двигателя. Они смазываются под давлением. К каждой опоре коренной шейки обеспечивается индивидуальный подвод масла от общей магистрали. Далее масло по каналам в щеках подается к шатунным шейкам.
Подвод масла к коренным подшипникам осуществляется от главной масляной магистрали в их малонагруженную зону, а к шатунным подшипникам — по просверленным отверстиям в щеках и по радиальным отверстиям в шатунной шейке.
Рис.4 Осевая фиксация коленчатого вала:
- а — вкладышами с буртиками;
- б — упорными кольцами;
в — упорным шарикоподшипником
Отбор мощности с коленчатого вала производится с заднего конца (хвостовика), к которому крепится маховик. На переднем конце (носке) коленчатого вала располагаются посадочные места, на которых крепятся шестерня (звездочка) привода распределительного вала, шкив привода вспомогательных агрегатов, а также в ряде конструкций — гаситель крутильных колебаний.
2. Классификация коленчатых валов
Колена располагаются в зависимости от числа, расположения и порядка работы цилиндров, тактности двигателя. Положение колен должно обеспечивать уравновешенность двигателя, равномерность воспламенения, минимальные крутильные колебания и изгибающие моменты.
Конструкции коленчатых валов отличаются сложностью. Их форма определяется типом и назначением двигателя, числом и расположением цилиндров, порядком работы двигателя и числом коренных опор.
Коленчатые валы могут быть цельными и составными, т. е. разборными — состоять из отдельных кривошипов, соединяемых в единый узел. Составные валы применяются редко, только в случае использования коренных подшипников качения. Достаточную жесткость на изгиб обеспечивают так называемые полноопорные валы, в которых число коренных шеек на одну больше количества шатунных шеек.
Расположение шатунных шеек определяется из условия равномерного распределения воспламенения и уравновешенности деталей. [3]
В рядных двигателях число шатунных шеек соответствует числу цилиндров, в V-образных двигателях число шатунных шеек может быть меньше вдвое (рис.7).
Число коренных опор в рядных двигателях может быть на одну больше, чем число цилиндров (полноопорный вал), или меньше числа цилиндров (неполноопорный вал).
Валы бывают плоские (рис.6) (все кривошипы лежат в одной плоскости) и неплоские (кривошипы лежат в разных плоскостях).(табл.1)
3. Формы коленчатых валов и порядок работы цилиндров четырехтактных двигателей с рядным и V-образным расположением цилиндров
Таблица 1
|
Число цилиндров |
Формы коленчатых валов |
Количество опор |
Наиболее распространенные порядки работы цилиндров |
|
|
4 |
2, 3, 4 и 5 |
1-3-4-2 1-2-4-3 |
||
|
6 |
3, 4 и 7 |
1-5-3-6-2-4 1-4-2-6-3-5 |
||
|
V6 |
4 |
1-4-2-5-3-6 |
||
|
V8 |
5 |
1-5-4-2-6-3-7-8 |
||
Рис. 5 Коленчатый вал рядного 4-х цилиндрового двигателя
Рис.6 Коленчатый вал оппозитного 4-х цилиндрового двигателя
Рис.7 Коленчатый вал V-образного 6-и цилиндрового двигателя с углом развала 60 о
Рис.8 Коленчатый вал рядного 6-и цилиндрового двигателя
Рис.9 Коленчатый вал V-образного 8-и цилиндрового двигателя с углом развала 90 о
4. Изготовление
Прочность коленчатого вала зависит не только от его конструкции, но и от материалов, из которых изготовлен коленчатый вал. Подбор необходимого материала определяется назначением двигателя. Чаше всего возникает компромисс между ценой и прочностью, но при этом, для обеспечения необходимой надёжности, необходимо учитывать степень форсированности двигателя, весовые и геометрические характеристики вала. Коленчатый вал двигателей серийных автомобилей, в целях обеспечения расчётной себестоимости производства, изготавливается из литого чугуна. Двигатели более форсированных спортивных автомобилей имеют коленчатый вал, изготовленный методом ковки из низколегированной стали. Кованные коленчатые валы имеют явное преимущество по весовым, габаритным и прочностным характеристикам перед валами, изготовленными методом литья, поэтому эти валы, в последнее время, находят большее применение. Иногда, когда цена не имеет доминирующего значения, коленчатый вал может быть изготовлен методом точения и другой механической обработки, из целого куска высококачественной стали. При этом большая часть дорогого материала идёт в отходы, но так создаются дорогие валы для дорогих двигателей.
Коленчатый вал изготовляют штамповкой из легированных сталей или отливают из высокопрочных чугунов. [4]
Изготовляют вал целиком из одной поковки (отливки) или собирают из отдельных колен (кривошипов), получая составной вал. Внутри вала имеется сеть масляных каналов, обеспечивающий подвод масла под давлением к трущимся частям вала (шатунным и коренным подшипникам), трение в подшипниках жидкостное, толщина масляной пленки 3—15 мкм.
Полученная тем или иным способом заготовка проходит механическую обработку до номинальных размеров, после чего подвергается дополнительному упрочнению. Поверхности шеек коленчатого вала обрабатываются с помощью химического упрочнения при нагреве, а края шеек скругляются, чтобы повысить прочность и сопротивление усталостному разрушению.
К коленчатым валам предъявляются требования высокой изгибной и крутильной жесткости, высокой усталостной прочности и износостойкости трущихся поверхностей, статической и динамической уравновешенности. Изготовляют валы из среднеуглеродистых или легированных сталей (сталь 45, 50Т, 18ХНВА, 40XНМА), а в ряде случаев — из высокопрочного ковкого чугуна, модифицированного магнием. Износостойкость чугунных валов выше, чем стальных. Они хорошо поглощают энергию колебаний, однако их прочность при изгибе ниже. Шейки валов закаливают на глубину 3-4 мм. Все переходы в валах выполняют с галтелями — это повышает усталостную прочность. Важным показателем конструкции вала, характеризующим его жесткость, служит перекрытие шеек.
Кованые коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др. Коленчатые валы для быстроходных двигателей производятся из молибденовой среднеуглеродистой легированной стали (С-0,40%, Мп-0,7%, Мо-0,25%, Сr-0,8%, Ni-1,8%).
Кованный коленчатый вал изготавливается из разогретой заготовки путем последовательной ковки в нескольких кузнечных штампах. Каждый штамп вносит небольшие изменения форму заготовки. Окончательную форму коленчатый вал получает лишь в завершающем кузнечном штампе. Затем, заготовку подвергают механической обработке, чтобы получить необходимую форму отдельных частей коленчатого вала. Ковка позволяет получить мелкозернистую структуру металла с волокнами в направлении, параллельном прилагаемому усилию. Направление волокон позволяет в последующем формировать кривошипы коленчатого вала без разрезания сформированных волокон.
При ковке коленчатых валов используются два метода.
Первый способ заключается в формировании коленчатого вала с приданием заготовке необходимой угловой конфигурации. В последующем заготовку подвергают только незначительной правке. Этим способом формируют коленчатые валы для 4-х и 6-цилиндровых рядных двигателей.
Второй метод предусматривает штамповку коленчатого вала в одной плоскости. В последующем шатунные шейки коленчатого вала разворачивают на необходимые углы. Большинство коленчатых валов современных автомобильных двигателей при изготовлении стремятся не подвергать скручиванию.
Современные технологии и качество литейных материалов позволяет использовать литые коленчатые валы для двигателей большинства современных автомобилей. Автомобильные коленчатые валы могут быть отлиты из стали, чугуна с шаровидным графитом, или ковкого чугуна.
Преимущества литого коленчатого вала состоят в следующем:
— затраты на материал и литейный процесс меньше затрат, связанных с ковкой коленчатого вала из конструкционных легированных сталей. Причина в том, что коленчатый вал, изготовленный методом литья, может быть максимально приближен к размерам и форме готового коленчатого вала, включая, в том числе, участки сложной формы, например, конструкции противовесов. Необходимость механической обработки ограничивается формированием центрующих отверстий с последующей обработкой шеек и торцевой упорной поверхности, а также механическая обработка переднего хвостовика и заднего фланца коленчатого вала.
Металл литого коленчатого вала имеет мелкозернистую структуру со случайным расположением шарового или пластинчатого графита, что позволяет коленчатому валу воспринимать нагрузки в любых направлениях.
Противовесы на литых коленчатых валах чуть больше, чем противовесы на кованых коленчатых валах, поскольку металл литого вала имеет меньшую плотность, и поэтому несколько легче.
Экспериментальные и специальные двигатели, изготовляемые штучно, обычно имеют коленчатые валы, выточенные на станке из стальной болванки, так как, несмотря на высокую стоимость такого способа производства, это обходится существенно дешевле, чем организация отливки или ковки под малую серию производства.
После механической и термической обработки коренные и шатунные шейки подвергают поверхностной закалке (для повышения износостойкости), а затем шлифуют и полируют. После обработки вал балансируют, т. е. добиваются такого распределения его массы относительно оси вращения, при котором вал находится в состоянии безразличного равновесия.
Повышение усталостной прочности вала достигается комплексом мероприятий: конструктивных (увеличение перекрытия шеек, увеличение их диаметра, уменьшение действующих нагрузок путем уменьшения масс, вызывающих изгиб при вращении); технологических (обработка галтелей роликами большого радиуса и выполнение галтелей из нескольких элементов разных радиусов, обработка их дробью, шлифование элементов вала, зенковка и обжатие шариком отверстий, выходящих на поверхность вала, а иногда и их полирование, улучшение качества металла заготовок).
Перечисленный комплекс мероприятий позволяет избежать раннего развития микротрещин в валах и существенно повысить срок их службы и не лимитировать долговечность двигателя.
5. Основные возможные неисправности и пути их устранения
Дефекты коленчатого вала определяют его прочность, надежность работы КШМ и всего двигателя.
Несоосность коренных опор блока и биение коренных шеек вала возникают в результате технологических отклонений или неравномерности износа в процессе эксплуатации, а также из-за динамических деформаций опор картера и шеек. Эти дефекты могут проявиться в виде эксцентриситета осей и разности их углов.
На прочность коленчатого вала влияет несоосность коренных опор.
Несоосность коренных опор блока в пределах технических условий может уменьшить запас прочности вала на 10%, а при эксцентриситете 0,1…0,15 мм запас прочности резко уменьшается (на 30…50%).
Неравномерный износ пары шейка вала — подшипник, или неравномерности износа подшипников на 0,05…0,06 мм могут вызвать поломку коленчатого вала.
Разрушение и проворачивание подшипников возникает в результате технологических дефектов, а также при повышенных механических и тепловых нагрузках из-за нарушения условий эксплуатации двигателя.
Усталостные поломки коленчатого вала в местах перехода щек в шейку при повышенной концентрации напряжений возможны из-за технологических дефектов и высоких механических нагрузок.
Прочность коленчатого вала зависит от размеров и формы отдельных элементов вала, наличия концентраторов напряжения на переходах в галтелях и кромках масляных каналов, характеристик прочности материала, конструктивных и технологических методов упрочнения, использованных при изготовлении вала, наличия и ориентации внутренних упорядоченных структур, расположения волокон, зависящих от способа изготовления коленчатого вала. [5]
Конструктивными мероприятиями по упрочнению вала являются:
- обеспечение перекрытия коренных и шатунных шеек;
- увеличение радиуса галтели или выполнение многорадиусной галтели при неизменной опорной длине подшипника;
- увеличение толщины и ширины щеки вала;
- формирование бочкообразной формы полостей в шейках; расположение маслоподводящего канала в шатунной шейке под углом 90°.
Технологические мероприятия по упрочнению вала следующие:
- закалка шеек и галтелей вала ТВЧ при быстровращающемся вале с охлаждением под слоем жидкости с последующим низкотемпературным отпуском;
- пластическая деформация галтелей обкаткой роликами при использовании среднеуглеродистых сталей и при закалке ТВЧ;
- азотирование шеек и галтелей вала.
Азотирование повышает усталостную прочность вала в 1,5… 2 раза, а износостойкость шеек увеличивается более чем на 20%. Однако при этом растет трудоемкость изготовления, повышается вероятность коробления валов, а при ремонте ограничиваются возможности их шлифования.
Основные дефекты коленчатого вала:
1. Изгиб вала.
2. Износ наружной поверхности фланца.
3. Биение торцевой поверхности фланца.
4. Износ маслосгонных канавок.
5. Износ отверстия под подшипник.
6. Износ отверстий под болты крепления маховика.
7. Износ коренных или шатунных шеек.
8. Износ шейки под шестерню и ступицу шкива.
9. Износ шпоночной канавки по ширине.
10. Увеличение длины передней коренной шейки.
11. Увеличение длины шатунных шеек.
Способы устранения дефектов.
Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе.
Вал устанавливают на призму крайними коренными шейками и, обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону, превышающую прогиб примерно в 10 раз. Допустимая радиальное биение без ремонта 0,05 мм.
Рис.10 Нормальная шейка (1) коленчатого вала и со следами износа (2)
Чугунные коленчатые валы правят методом наклепа рис.10. После определения биения шеек вал устанавливают так, чтобы внутренняя поверхность шейки с задирами была обращена вверх, и затем специальной оправкой, направленной в галтель шейки, при помощи пневматического молотка, наклепывают галтели с перекрытием образующихся лунок, периодически проверяя индикатором вал на биение, доводя его до значения 0,05…0,08 мм. Время на правку этим способом 10…15 мин.
Рис.11 Характер разрушения коленчатого вала под действием крутильных колебаний
Стук коленчатого вала при работе двигателя.
Вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимо увеличившимися зазорами между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных и шатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей.
Проблемы с подачей масла к трущимся деталям коленвала приводят к задирам и прихватыванию вкладышей, с последующим их проворотом. Порядка 80 процентов дефектов составляет проворот вкладыша и задир вала, остальные — естественный износ двигателя, выработавшего свой ресурс.
Коленчатые валы в эксплуатации неоднократно подвергают ремонтным воздействиям, перешлифовывают шатунные и коренные шейки под меньшие размеры, удаляя дефекты, вызванные износом (рис11).
При этом жесткость вала уменьшается. Из-за отложений шлама в полостях масляных магистралей может нарушиться балансировка всего узла.
Заключение
Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методу методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.
Коленчатые валы в эксплуатации неоднократно подвергают ремонтным воздействиям, перешлифовывают шатунные и коренные шейки под меньшие размеры, удаляя дефекты, вызванные износом. При этом жесткость вала уменьшается. Из-за отложений шлама в полостях масляных магистралей может нарушиться балансировка всего узла.
При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках.
Список используемых источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/podshipniki-kolenchatogo-vala/
1. Автомобильный справочник BOSCH /пер. с англ.- М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. — 992 с.
2. Боровских Ю.И., Буралев Ю.В. Устройство и техническое обслуживание автомобилей М.: Высшая школа, 1999.
3. Кленников В.М., Е.В. Кленников. Теория и конструкция автомобиля. Москва: Издательство «Машиностроение», 1967.
4. Калисский В.С., Мазон А.И. Автомобиль М.: Транспорт, 1998.
5. Шестопалов, К. С. Легковой автомобиль: Учеб. пособие для подготовки водителей ТС категории «В». — 2-е, испр. и доп. — М.: Издательство ДОСААФ, 1980. 240 с.
6. Яковлев В.Ф. Учебник по устройству легкового автомобиля. Учебная литература. — М.: Третий Рим, 2010. — 80 с.
