Условие работы коленчатого вала

Условие работы коленчатого вала

Коленчатый вал предназначен для восприятия усилия от поршней через шатуны и преобразования их в крутящий момент, передаваемый затем через маховик на трансмиссию. Изготовляют его из высокопрочной стали. Он состоит из коренных и шатунных шеек, щек и противовесов.

А также фланца для крепления маховика.

В передней части вала расположены шестерни привода на распределительный вал, а также шкив который служит для привода храповика и других элементов двигателя.

В подшипниках скольжения находятся опорные шейки вала, которые обычно называют коренными, в конструкции подшипников расположен вкладыши которые тоже называются коренными.

На коленчатом вале есть противовесы которые служит для уравновешивания центробежных сил, возникающих непосредственно при вращении коленчатого вала в двигателе.

Противовесы и щеки служат для соединения между собой коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Рис. 1 Коленчатый вал

1) противовес; 2 ) шестерня привода масляного насоса; 3) заглушка; 4) шпонка; 5) отверстия подвода масла к шатунным шейкам; 6) отверстия подвода масла в коренных шейках.

коленчатый вал дефект износ

В верхней части блока цилиндров закрепляются коренные ( опорные) шейки коленчатого вала.

Количество коренных и шатунных шеек их объем и форма непосредственно зависит от тактности двигателя, числа цилиндров и угол их расположения.

Вал изготавливается из специальной легированной стали горячей штамповкой.

К числу часто возникающих неисправностей коленчатого вала можно отнести всевозможные микротрещины, различные изгибы и изломы деталей, коррозия, механический износ, масляное голодание, задир вкладышей, трещины подшипников.

Для определения плотности сопряжения детали рассчитываемую на определение посадки непосредственно для вкладышей возможно определить по стыкам вкладышей, точнее их расположение, еще плотность посадки вкладышей определяется постукиванием медного молотка по боковым поверхностям вкладышей.

Плотность посадки вкладышей определяют в подшипниках по положению стыков вкладышей, они должны совпадать с плоскостью разъема крышки подшипника. Также плотность посадки контролируют путем постукивания боковых поверхностей вкладышей медным молотком.

Коленчатый вал подвергается большим нагрузкам.

На коленчатый вал воздействует множество сил, например, давление газов, также инерционные силы- эти силы возникают непосредственно при включении передачи и выжимании сцепления и особенно при выключении передачи при выжатом сцеплении.

В результате перегрева коленчатого вала может возникнуть его плохое поступление масла на смазку коленчатого вала, что приведет к масленому голоданию и следовательно к износу шеек вала и затем к капитальному ремонту двигателя.

Чаще всего коленчатые валы отправляют на ремонт когда они имеют большой износ резьбы для крепления храповика.

Рис.2 Виды износа коленчатого вала

Износ коленчатого вала носит очень сложный физико- химический характер, что обуславливается факторами которые влияют непосредственно на коленчатый вал: характер контакта детали, скоростная характеристика, материал из которого изготавливается коленчатый вал, опасное сопряжение основных деталей а также свойства поверхности детали.

Основным износом коленчатого вала считается механический износ.

Подвидом механического изнашивания является абразивное изнашивание и усталостный износ.

Абразивное изнашивание детали можно устранить с помощью наплавки детали, например, под слоем флюса также хромированием или железнением детали.

Следующий вид механического изнашивания- усталостное разрушение наступает в результате появления микротрещин на поверхности детали, которые затем переходят в перспективе в трещины и большие впадины, размер которых непосредственно пропорционален механическим свойствам металла который идет на изготовление детали, также зависит от давления контакта рабочих поверхностей.

К молекулярному механическому изнашиванию относится изнашивание возникающее в процессе схватывания металла и возникающих в результате трения неровностей сопряженной поверхности, в результате схватывания происходит процесс в результате которого деталь приходит в нерабочее состояние, на ней появляется деформация на поверхности появляются налипания и другие недопустимые повреждения детали в целом.

Коленчатый вал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и механическому изнашиванию Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываются из сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силы возникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация — искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик-(в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Читайте также:  Установка сигнализации с автозапуском на ваз 2107

На рисунке приведены виды изнашивания, способствующие разрушению поверхности коленчатых валов и других немаловажных деталей и агрегатов в автомобилях.

Процесс изнашивания деталей сопровождается сложными физико-химическими явлениями и многообразием влияющих на него факторов. В зависимости от материала и качества поверхности сопряженных деталей, характера контакта, нагрузки скорости относительно перемещения процесс изнашивания протекает различно. Ведущим процессом разрушения является механическое изнашивание, в которое входит абразивный и усталостный износ. Сопутствующими видами износа являются молекулярно — механический и коррозионно-механические износы со всеми своими разновидностями, которые в зависимости от условий работы влияют на износ и при определенных условиях могут стать ведущими процессами износа.

ГОСТ 16429-70 установлены три группы изнашивания в машинах: механическое, малекулярно-механическое и каррзионно-механическое. Рассмотрим механическое изнашивание и его подвиды, потому, что анализируемая нами деталь больше всего подвергается факторам присущих для механического износа. Из приведенных видов изнашивания коленчатым валам характерно абразивное изнашивание схватывание и коррозионно-механическое и усталостный износ. Например, абразивное изнашивание является подвидом механического износа. Абразивное изнашивание получается в результате режущего или царапающего действия твердых тел и частиц. При этом протекание изнашивания не зависит от проникновения абразивных частиц на поверхности трения. Изменение размеров деталей при абразивном изнашивании зависит от ряда факторов: материала и механического свойства деталей, режущих свойств абразивных частиц, удельного давления и скорости скольжения при трении. По своей природе и механизму протекание абразивного изнашивания близко подходит к явлениям, имеющим место при резании металлов, отличаясь специфическими особенностями- геометрией абразивных частиц и малым сечением стружки. Абразивное изнашивание широко распространено при трении деталей машин, особенно работающих в абразивной среде, а также при трении деталей, восстановленных различными способами наплавки, металлизация, хромирование, железнения. На разрушение поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостное изнашивание, которое возникает при трении, качении, и отчетливо проявляется на рабочих плоскостях. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые трещины и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. Абразивному изнашиванию на коленчатых валах, прежде всего, подвергаются шатунные и коренные шейки и вкладыши подшипников скольжения. Также на износ поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостный износ.

Усталостный износ- особый тип разрушения поверхности вызванный повторно действующими циклами напряжения, амплитудное значение которого не превышает предела упругости материала. При усталостном изнашивании трущихся деталей возникает микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит в следствии возникших микро и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. Рассмотрим молекулярно-механическое и коррозионно-механическое изнашивание которые играют не маловажную роль при износе вала.

Молекулярно-механическое изнашивание в результате одновременного механического воздействия и молекулярных или атомарных сил. В число этого изнашивания относится изнашивание при заедании в результате схватывания глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материала вступившего в химическое взаимодействие со средой. Коррозионно-механическим видам изнашивания относятся окислительное изнашивание и изнашивание при фретинг-коррозии.

Читайте также:  Запчасти газ 33081 садко

При эксплуатации коленчатого вала очень часто происходит возникновение износа схватыванием. Износ схватыванием первого рода возникает при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при трении с малыми скоростями и удельными давлениями, превышающими предел текучести металла в местах действительного контакта. Схватывание происходит в результате большой пластической деформации поверхностных слоев металла и образования металлических связей между контактными участками поверхностей.

Схватывание второго рода возникает при трении скольжения с большими скоростями относительного перемещения и значительными удельными давлениями, при интенсивном повышении температуры в поверхностных слоях трущихся металлов и их пластичности. При схватывании происходят не допустимые повреждения трущихся поверхностей в результате возникновения металлических связей их деформации и разрушения с отделением частиц налипания и намазывания поверхности контактов.

Назначение, устройство и условия работы коленчатого вала двигателя

Коленчатый вал двигателя, воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала двигателей ЗМЗ-53-12 и ЗИЛ-130 имеется углубление для шпонки распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также нарезное отверстие для крепления храповика; задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами прикреплен маховик. В углублении задней торцовой части коленчатого вала расположен подшипник ведущего вала коробки передач. Количество и расположение шатунных шеек коленчатого вала зависит от числа цилиндров. В V-образном двигателе количество шатунных шеек в два раза меньше числа цилиндров, так как на одну шатунную шейку вала установлено по два шатуна — один левого и другой правого рядов цилиндров. Шатунные шейки коленчатого вала многоцилиндровых двигателей выполнены в разных плоскостях, что необходимо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах. В восьмицилиндровых V-образных двигателях коленчатые валы имеют по четыре шатунные шейки, расположенные под углом в 90° /3/.

Коленчатый вал (рисунок 1.1), воспринимая усилия от поршня, передает их силовой передаче. При этом прямолинейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, который штампуют из высококачественной стали. Он имеет четыре шатунные 6 и пять коренных 7 шеек, которые для большей износоустойчивости закалены токами высокой частоты. Между собой шейки вала соединены щеками 8. В них проходят косые сверления, по которым масло поступает к коренным и шатунным подшипникам.

Рисунок 1.1 Коленчатый вал двигателя Д-65

1 —храповик, 2—шкив привода вентилятора, 3 — маслоотражатель, 4— шестерня коленчатого вала. 5—полость шатунной шейки, 6 — шатунная шейка, 7 — коренная шейка, 8 — щека, 9 — вкладыш коренного подшипника, 10 — уплотнительный вкладыш, 10 — маслосгонная резьба, 12 — маховик, 13 — венец маховика, 14 — уплотнительная вставка, 15 — крышка коренного подшипника

Внутри шатунных шеек выполнены полости 5 для центробежной очистки масла. Полости закрыты резьбовыми заглушками. При вращении коленчатого вала механические примеси (продукты износа) под действием центробежной силы оседают на стенках полости.

На переднем конце вала смонтированы шестерня 4 для привода промежуточной шестерни и масляного насоса, шкив 2 привода вентилятора и генератора. Между шкивом и шестерней установлен маслоотражатель 3, отбрасывающий масло от переднего сальникового уплотнения. В торец коленчатого вала ввернут болт, который необходим для проворачивания коленчатого вала рукой.

На заднем конце вала двигателя Д-65 имеется фланец, в котором просверлено шесть отверстий для крепления маховика. Перед фланцем на коленчатом валу выполнена маслосгонная резьба 11, которая вместе со специальными узкими алюминиевыми вкладышами 10 образует лабиринтное уплотнение, предотвращающее протекание масла в картер маховика. У двигателя Д-50 маховик закрепляют с помощью установочных пальцев и болтов, ввернутых в торец коленчатого вала. На заднем конце коленчатого вала имеется буртик, с помощью которого вал удерживается от осевого перемещения /4/.

Шатунные и коренные подшипники выполнены в виде вкладышей 9, изготовленных из биметаллической сталеалюминиевой полосы. Наружная часть полосы стальная, а внутренняя покрыта тонким слоем антифрикционного сплава АСМ, уменьшающего силу трения в подшипниках. Для улучшения приработки внутренняя поверхность вкладышей облужена. Вкладыши как шатунных, так и коренных подшипников (кроме третьего и пятого) взаимозаменяемы.

Читайте также:  Гибдд пермь проверка автомобиля по вин

От осевых перемещений и проворачивания вкладыши удерживаются усиками, выштампованными на внешней поверхности, и плотной их посадкой в гнезде. При сборке усики вкладышей входят во фрезерованные канавки, выполненные на постелях вкладышей в блок-картере и шатуне.

Внутренний диаметр вкладышей коренных подшипников больше диаметра вкладышей шатунных подшипников. Для ограничения осевого перемещения коленчатого вала вкладыши 9 пятого коренного подшипника имеют буртики (двигатель Д-65) или упорные полукольца (двигатель Д-50).

Маховик способствует равномерному вращению коленчатого вала и помогает двигателю преодолевать повышенные нагрузки при трогании трактора с места и во время работы. Маховик представляет собой тяжелый чугунный диск. С задней стороны маховика предусмотрена выточка для размещения главной муфты сцепления, для чего задняя плоскость маховика тщательно обработана.

На переднем торце маховика имеется углубление, по которому определяют положение поршня первого цилиндра. При совпадении этого углубления с отверстием в картере маховика (двигатель Д-65) или в заднем листе (двигатель Д-50) поршень первого цилиндра находится за 21 (у двигателя Д-65) или 15 (у двигателя Д-50) до ВМТ по углу поворота коленчатого вала. Такое положение поршня при такте сжатия соответствует началу подачи топлива топливным насосом двигателя.

На ободе маховика напрессован стальной зубчатый венец 13, необходимый для вращения коленчатого вала от пускового устройства.

В двигателе число коренных шеек коленчатого вала на одну больше, чем шатунных, т. е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную. Такой коленчатый вал называют полноопорным. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединены между собой щеками. Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Для повышения твердости и увеличения срока службы поверхность коренных и шатунных шеек стальных валов закаливают нагревом токами высокой частоты.

Коренные и шатунные шейки вала соединены каналами (сверлениями) в щеках вала. Эти каналы предназначены для подвода масла от коренных подшипников к шатунным. В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеуловителя, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцах резьбовые пробки только при разборке двигателя. Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые расположены по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в выточке задней коренной опоры. В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла. На переднем конце вала установлен резиновый самоподжимный сальник, а на заднем конце выполнена маслосгонная резьба или маслоотражательный буртик /5/.

В заднем коренном подшипнике сделаны маслоуловительные каналы, в которые сбрасывается масло с маслосгонной резьбы или маслоотражательного буртика и установлен сальник, состоящий из двух кусков асбестового шнура. Шатунные и коренные подшипники. В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения коренные шейки, как и шатунные, расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде вкладышей, аналогичных шатунным. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок, устанавливаемых в нижней разъемной головке шатуна и в гнезде блока и крышке коренного подшипника. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Крышки коренных подшипников закреплены при помощи болтов и гаек, которые для предотвращения от самоотвертывания зашплинтованы проволокой либо застопорены замковыми пластинами.

Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, выводит поршни из мертвых точек, облегчает пуск двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленчатого вала болтами с гайками. При изготовлении маховик сбалансируется вместе с коленчатым валом /6/.

Ссылка на основную публикацию
Управление транспортным средством без страхового полиса осаго
Полис ОСАГО является таким же важным документом, как водительское удостоверение, однако многие водители считают иначе. Сегодня мы поговорим о том,...
Тормозные колодки jfbk отзывы
Автозапчасти, известные под торговой маркой JFBK являются продуктом японской компании FBK Corporation. С момента своего основания производитель специализируется на выпуске...
Тормозные диски солярис артикул
Артикулы на ТО1) а) Масло Hyundai/Kia Premium LF Gasoline 5w-20 — 05100-00151 (1л), 05100-00451 (4л) (зима)б) Масло Hyundai Turbo SYN...
Управление тс с просроченным водительским удостоверением штраф
Управление транспортным средством возможно только при наличии водительского удостоверения. Оно выдается на определенный срок, по истечении которого его необходимо продлить....
Adblock detector