Именно в этом и заключается функция коленчатого вала — преобразовывать один вид механического движения в другой вид движения, т.е. поступательное во вращательное.
Коленвал – что это такое и как он работает?
Коленчатый вал является одной из самых важных частей каждого двигателя. Она строго индивидуальна для каждой модели автомобиля и адаптируется к данному двигателю в процессе работы.
Что такое коленчатый вал? Каковы его основные обязанности?
Коленчатый вал — это вал двигателя — коленчатый рычаг, который преобразует энергию продуктов сгорания в механическую энергию в валах двигателя.
Основная функция коленчатого вала заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения поршней двигателя в крутящий момент. Через коробку передач он передается на колеса автомобиля. Одной из основных технических характеристик коленчатого вала и двигателя является радиус коленчатого вала. Это расстояние от оси коленчатого вала (вал коленчатого вала, вращающийся в блоке цилиндров) до оси коленчатого вала (вал коленчатого вала, вращающийся в головке блока цилиндров большего размера). Двойной радиус оси коленчатого вала представляет собой длину пути поршня, которая определяет объем цилиндра. При изменении радиуса коленчатого вала цилиндр смещается, если диаметр цилиндра остается неизменным. Эта зависимость часто используется для изменения общей спецификации двигателя в определенном направлении.
Регулируя соотношение диаметра цилиндра и пути поршня, можно сделать двигатель длиннее (путь поршня больше, чем диаметр цилиндра). Короткие двигатели дают возможность увеличить мощность за счет увеличения скорости вращения. Более длинные двигатели более экономичны и обеспечивают более высокий крутящий момент на низких оборотах.
При регулировке автомобиля необходимо проявлять большую осторожность, так как замена коленчатого вала изменяет все параметры двигателя и часто приводит к ухудшению технических характеристик.
Материал коленчатого вала
При работе двигателя коленчатый вал подвергается высоким нагрузкам. Его надежность определяется конструкцией и материалом, из которого он изготовлен. Этот компонент двигателя обычно представляет собой единую деталь. Поэтому он должен быть изготовлен из очень прочных материалов — прочность коленчатого вала необходима для работы всей системы.
Материалы, используемые при изготовлении валов коленчатого вала, включают углеродистую сталь, деформированную сталь или высокопрочный чугун. Корончатые валы могут быть изготовлены из чугуна, кованой стали или машинным способом. Заготовки подвергаются горячей ковке. Способ крепления волокон материала к зазору очень важен. Гибочные кольца используются для того, чтобы исключить их разрезание при последующей обработке. Когда изделие готово, оно подвергается дальнейшей термической обработке и удалению соли (с помощью пескоструйной обработки или гравировки).
Материал и способ изготовления коленчатого вала должны быть выбраны в соответствии с типом и категорией автомобиля.
1. коленчатые валы для серийных моделей изготавливаются из чугуна. Это позволяет изготавливать коленчатые валы с меньшими производственными затратами и в заданном диапазоне.
2.Самые дорогие спортивные модели имеют алхимические коленчатые валы. Это имеет много преимуществ перед литыми компонентами по размеру, весу и долговечности и поэтому все чаще используется в автомобильной промышленности.
Процесс смазки коленчатого вала
Смазка коленчатого вала обеспечивается штифтами коленчатого вала и главным валом. Важно помнить, что смазка коленчатого вала всегда находится под давлением. Каждый палец коленчатого вала имеет отдельную подачу масла из общей системы смазки. Поступающее масло достигает коленчатого вала через канал коленчатого вала.
Коленчатый вал состоит из коленчатого вала, прикрепленного к валу и соединенного валом и коленчатым валом. Количество коленчатых валов зависит от количества цилиндров. Вал коленчатого вала соединен с поршнем при помощи шатуна.
В зависимости от того, как установлены подшипники коленчатого вала:.
- Полностью поддерживается — если вал коленчатого вала находится по обе стороны от пальца коленчатого вала
- Полуконический — когда вал коленчатого вала установлен с одной стороны коленчатого вала.
Большинство современных автомобильных двигателей имеют полностью установленный коленчатый вал.
Передняя и задняя части коленчатого вала закрыты сальниками для предотвращения утечек масла в местах выхода маховика за пределы блока цилиндров.
Движение коленчатого вала обеспечивается подшипниками скольжения, которые представляют собой прецизионные стальные вкладыши со специальным слоем скольжения. Для предотвращения осевого смещения на вал устанавливается упорный подшипник (внешний или центральный).
Строительные материалы
Коленчатые валы подвергаются быстро меняющимся и высоким нагрузкам. Его надежность определяется конструкцией и материалами, из которых он изготовлен.
Этот компонент двигателя обычно имеет цельную конструкцию. Поэтому используемые материалы должны быть максимально прочными, так как от этого зависит стабильная работа системы. Лучшими материалами являются углеродистые и легированные стали и высокопрочный чугун.
Коленчатые валы изготавливаются методом литья, стальной ковки и последующей механической обработки. Заготовки изготавливаются методом горячей ковки или литья.
Важным фактором является расположение волокон материала в изделии. Для предотвращения порезов во время процесса используются щипцы для сгибания. После изготовления изделия его нагревают и снова обессоливают.
Материалы и производственные процессы зависят от категории и типа автомобиля.
- Для серийных моделей коленчатый вал изготавливается из чугуна. Это снижает производственные затраты.
- Для спортивных моделей высокого класса используются коленчатые валы из кованой стали. Они имеют множество преимуществ с точки зрения размера, веса и долговечности и все чаще используются в автомобильной промышленности.
- Для дорогих двигателей коленчатые валы выковываются из стальных заготовок повышенной прочности. В процессе переработки большая часть материала остается в потоке отходов.
Обработка коленвала
В процессе производства коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания подвергаются механической и химико-термической обработке. Поскольку коленчатые валы двигателей являются сложными, высокоточными компонентами, они обрабатываются только в лаборатории в соответствии с самыми высокими стандартами качества. Под механической обработкой коленчатого вала обычно понимается изменение формы вала в заданную форму.
Химическая обработка коленчатых валов включает индукционную закалку (HF), азотирование и закалку поверхностного слоя. Изношенные нитритные валы не нужно полировать, но их необходимо заменить. Все эти химические и термические обработки повышают прочность и износостойкость.
Действительно, связь между названиями элементов и анатомией человеческого тела волнует многих людей. Однако их названия можно объяснить очень просто. Это слово происходит от слова «шин». Сама большеберцовая кость действует как шатун и плотно прилегает к шарниру. Так появилось и упростилось название «кривошип».
Коленвал
Коленчатый вал, или сокращенно коленвал, — это коленчатый компонент двигателя. Поэтому его часто называют «коленчатым валом». Коленчатый вал расположен в блоке цилиндров.
Форма коленчатого вала определяется количеством цилиндров в двигателе автомобиля. Коленчатый вал является составной частью коленчатого вала и отвечает за преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. На его поршень воздействует давление газа, инерция и движущаяся масса камеры сгорания. Отводы обычно изготавливаются из кованой стали. Наиболее прочные коленчатые валы обычно устанавливаются на дизельные двигатели.
Основное предназначение детали
Коленчатые валы предназначены для соединения коленчатого и главного валов, которые соединены между собой валом. Поскольку всегда имеется еще один палец коленчатого вала, коленчатый вал описывается как полностью поддерживаемый. Главный вал выполнен с гораздо большим диаметром, гораздо большим, чем коленчатый вал. Губки имеют продолжение, которое расположено в направлении, полностью противоположном оси шатуна. Удлинители губок являются противовесами, которые уравновешивают вес поршня и шатуна. Передние и задние концы компонентов должны быть плотно закрыты для предотвращения утечки смазки.
Конструкция коленчатого вала
Неисправности коленвала и как их решить?
Конструкция коленчатых валов часто повреждается из-за большого зазора между гильзами, который препятствует смазке. Другими причинами отказа коленчатого вала могут быть недостаточное давление смазки или использование некачественного масла.
Ниже перечислены некоторые из основных неисправностей коленчатого вала
- Ребра вала коленчатого вала, которые увеличивают отверстия под подшипники
- Повреждение поверхностей деталей, с глубокими кольцевыми повреждениями
- перегрев и оплавление втулки коленчатого вала (реже); и
Клинья — основная проблема коленчатых валов.
Эти неисправности могут привести к очень серьезным повреждениям, вплоть до поломки компонентов.
Чтобы устранить износ коленчатого вала, вал должен быть восстановлен в исправном состоянии. Одна из проблем, которая может возникнуть, заключается в том, что в результате износа вся поверхность вала становится горячей, обычно около 100 градусов Цельсия. Поэтому стороны шестерен, подвергающиеся наибольшим нагрузкам, нагреваются до самых высоких температур. Это означает, что коленчатый вал деформируется и щеки коленчатого вала сходятся. Коленчатый вал и щеки коленчатого вала изгибаются, происходит перекос вала главного вала и деформация деталей. В этом случае для ремонта коленчатого вала необходимо предпринять различные корректирующие действия. Коленчатый вал должен быть восстановлен до следующего размера и установлена новая гильза.
Итак, как вы видите, коленчатый вал — это внутреннее «сердце» автомобиля, и качество коленчатого вала и его надлежащее обслуживание оказывают значительное влияние на срок службы коленчатого вала. Срок службы коленчатого вала напрямую зависит от состояния коленчатого вала и корпуса подшипника, а также от качества системы смазки.
