За что отвечает коленвал

Функции и принцип работы коленвала

Коленчатый вал (коленвал) – одна из главных деталей практически всех двигателей внутреннего сгорания. Поршни, которые перемещаются в цилиндрах двигателя, совершают лишь поступательные движения «вперед/назад». Чтобы преобразовать возвратно-поступательное движение поршней во вращательное (кручение колес), используется деталь сложной формы с несколькими изгибами (коленами) – коленчатый вал, к которому крепятся шатуны поршней.

Автомобильные двигатели – четырехтактные. Соответственно, каждый из поршней, и каждая из связанных с ними шеек коленвала в определенный момент времени находится в одном из 4 положений: впрыск топлива, сжатие топливо-воздушной смеси, рабочий ход поршня, выпуск отработанных газов. Поршни через шатуны толкают шейки коленвала и проворачивают его, а их последовательная работа обеспечивает плавность вращения.

По сути дела, коленчатый вал полностью принимает на себя кинетическую энергию двигателя, преобразует ее во вращение и передает энергию дальше коробке передач, карданному валу, генератору, помпе и прочим основным и вспомогательным механизмам и узлам автомобильного двигателя. Будучи столь энерго-нагруженной деталью двигателя, коленчатый вал испытывает во время работы огромные перегрузки. Соответственно для его изготовления используются лишь особо прочные сплавы стали и чугуна с добавлением хрома и молибдена.

Большое значение имеет и технология изготовления коленчатого вала. Для обычных массовых автомобилей коленвалы обычно изготавливаются дешевым методом чугунного литья. Двигатели спортивных автомобилей могут оснащаться коваными коленвалами из стальных сплавов – они легче и делают двигатели более динамичными. Коленвалы для двигателей супер-каров вытачиваются из цельной стальной заготовки – это наиболее дорогой и трудоемкий способ.

Основное предназначение детали

По своей конструкции коленвал имеет предназначение соединять между собой шатунные и коренные шейки,
которые соединены при помощи щек. В связи с тем, что коренных шеек всегда на одну больше,
то вал в этом случае имеет определение, как полноопорный. Коренные шейки изготавливаются с довольно большим диаметром,
намного большим, чем у шатунных шеек.

Щека имеет продолжение, которое расположено в направлении,
которое полностью противоположно от шейки шатуна. Продолжение щеки является противовесом,
который балансирует поршневой и шатунный вес. Концы, которые расположены на передней
и задней части детали должны надежно уплотнятся, чтобы избежать вытекания смазки.

Устройство коленчатого вала

Работа коленчатого вала устроена таким образом, что чаще всего он ломается,
поскольку современен ухудшается смазывание деталей из за увеличения зазоров между вкладышем.
Также проблемы а работой коленвала могут возникать по причине недостаточного давления в системе смазки
или использование масла низкого качества.

  1. Задиры шеек детали, из-за чего идет увеличение проема в подшипнике;
  2. Износ поверхности детали с глубоким кольцевым риском;
  3. Перегрев и расплавление вкладышей коленвала (реже всего могут случатся);
  4. Главной проблемой коленчатого вала является задир шейки.

  5. Срез шпонки коленвала. Такой дефект можно устранить сваркой и фрезой.
  6. Износ отверстий фланца вала под болты крепления маховика. В таком случае их обрабатывают разверткой до ремонтного размера в сборе с маховиком.
  7. Не аккуратное обращение с деталью и несвоевременная замена сальников, – еще одни из поломок которые могут возникать с коленвалом.

Такие неисправности могут привести к очень серьезным дефектам, вплоть до появления трещин на детали.

Чтобы устранить износ и задиры коленвала, потребуется отшлифовать шейки и довести их до состояния исправности.
При этом может возникнуть следующая проблема: задир будет способствовать нагреву всей поверхности шейки,
как правило, температура поднимается до сотни градусов.

Та сторона шейки,
которая воспринимает самую большую нагрузку, соответственно, разогреется до максимальной температуры,
а это значит, что колено будет подвергаться деформации и кривошипные щеки окажутся сведенными.
Вращательная ось и колено будет изгибаться, вследствие чего нарушится ось коренных шеек и деталь искривится.

Итак, видим, что коленвал автомобиля является внутренней частью «сердца» и качество детали,
а также должный уход значительно влияют на строк службы. Длительная работа коленчатого вала
напрямую зависит от состояния коренных и шатунных шеек, вкладышей и качеством системы смазки.

Связанные термины

За что отвечает коленвал

Неисправности в кривошипно-шатунной группе двигателя автомобиля, важной частью которой является коленчатый вал, как правило, дают о себе знать в виде лишних вибраций, стука и шумов при работе двигателя, повышенного расхода топлива и моторного масла. При надлежащем уходе за автомобилем: правильной его эксплуатации (не допускать перегрева и низкого уровня масла), своевременной замене моторного масла и антифриза, коленчатый вал должен прослужить весь срок службы автомобиля. Тем не менее, бывают ситуации, когда коленчатый вал или отдельные детали его конструкции нуждаются в обслуживании или замене.

  • Течь сальников коленвала – подлежат замене
  • Износ подшипников коленвала – подлежат замене
  • Нарушение целостности конструкции (трещины, сколы, изгибы) самого коленвала, его шеек, щек или противовесов из-за низкого качества сплава (редко, но бывает) – коленвал подлежит замене
  • Задиры и царапины на шейках коленвала – проблема решается шлифовкой и полировкой шеек или заменой коленвала
  • Износ подшипников хвостовика и носка коленвала – подлежат замене
  • Деформация посадочного места шкива коленвала – рекомендуется замена коленвала

Так как для ремонта и обслуживания коленчатого вала практически во всех случаях необходимо вынимать и разбирать двигатель, этот вид ремонта стоит доверять только квалифицированным СТО и автомеханикам. Подобные ремонтные работы требуют четкого соблюдения технических регламентов и применения специфических инструментов.

Устройство и элементы конструкции коленвала двигателя автомобиля

Коленвал автомобильного двигателя обычно находится под блоком цилиндров, в масляной ванне внутри картера двигателя – так обеспечивается его постоянная смазка. Исключение составляют оппозитные двигатели (например, автомобилей Subaru, Porsche) с противоположным горизонтальным расположением цилиндров – в них коленвал находится в центре двигателя – между рядами цилиндров.

Количество колен, их взаимное расположение и конфигурация коленчатого вала конкретного двигателя зависит от количества цилиндров в нем и порядка их работы. Основными элементами конструкции всех автомобильных коленвалов являются:

  • Коренные (опорные шейки) – находятся на главной оси коленвала и выполняют опорные функции.
  • Шатунные шейки – смещены относительно оси вала, к ним крепятся шатуны поршней, через них передается усилие от поршней к коленвалу.
  • Щеки – специальные пластины, соединяющие коренные и шатунные шейки.
  • Противовесы (балансиры) – сглаживают колебания коленчатого вала
  • Передняя выходная часть вала (носок) – часть коленвала, выступающая за пределы картера. На нем крепится шкив коленвала, который через специальные ремни ГРМ заставляет работать газораспределительный механизм двигателя в головке блока цилиндров и навесное оборудование двигателя (генератор, помпу и др.)
  • Задняя выходная часть вала (хвостовик) – на нее крепится маховик отбора основной мощности двигателя, через него энергия вращения передается от двигателя коробке передач.
  • Сальники коленвала – предотвращают утечку масла из картера через носок и хвостовик коленвала.
  • Подшипники коленвала – обеспечивают его легкое вращение и предотвращают его осевые колебания
  • Подшипники хвостовика и носка коленвала
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть