❱ 🥇 Виды дефектов коленчатого вала
Содержание статьи
Самым ответственным элементом в конструкции двигателя является коленчатый вал, работа которого осуществляется под воздействием динамических и ударных деформаций, вибраций, а также колебаний и высоких температур. Если шатуны или блоки имеют дефекты в геометрии, то ресурс роботы коленчатого вала будет значительно уменьшен. Но если сборка двигателя осуществлялась грамотно, а сам коленвал изготовлен качественно, то ресурс его работы будет большим. Коленчатый вал необходимо проверить перед тем, как он будет установлен в двигатель. Причем независимо от того, новый он или ремонтный.
Износ шеек коленчатого вала
Данный недостаток возникает в результате нарушенной правильной розстановки деталей блока. В данном случае следует осмотреть места под подшипники. Шейка коленвала изнашивается в результате того, что вал «болтается», и тогда он подвергается воздействию увеличенных нагрузок.
Еще одна причина слишком быстрого износа шеек – это материал невысокого качества самого коленвала. Желательно приобретать запчасти для машин у известных и проверенных поставщиков и производителей, чтобы не попасть на подделку или детали низкого качества. Особенно большим ресурсом обладают коленчатые валы из высокопрочного чугуна. Если же производитель при изготовлении вала использовал сталь либо мягкий серый чугун, то ресурс работы вала будет небольшим.
Задиры на шейке распределительного вала
Возникнуть такая проблема может:
- из-за использования смазки низкого качества;
- в результате засорения фильтра для масла;
- если масло не менялось вовремя;
- если система характеризуется недостаточным давлением;
- при перегреве, так как высокая температура уменьшает вязкость масла и его смазывающие свойства ухудшаются.
Исправить дефект можно методом шлифовки вала при помощи вкладышей. Но для того чтобы предотвратить подобную проблему в будущем, нужно сделать проверку системы смазки и при необходимости устранить все обнаруженные недостатки.
Устранение царапин на шейке коленвала
Нельзя путать царапины с усталостными трещинами. Отличить их достаточно просто: если взять лупу и осмотреть царапину, то можно увидеть светлое дно, а в трещинах дно будет иметь темный цвет. Также царапину можно удалить простой полировкой, в то время как трещины таким методом не удаляются. Еще одним важным отличием царапины от трещины является ее форма: она является прямой, а трещина зачастую характеризуется ломаной линией.
Если царапины неглубокие, то можно осуществить полировку шеек коленвала, но при глубине царапины свыше 5 мкм придется шлифовать поверхность на следующий ремонтный размер. Перед дальнейшей эксплуатацией двигателя необходимо заменить масло и масляный фильтр. Не помешает произвести проверку шатунов на эллипсность.
Прогиб коленвала
Зачастую такой дефект характерен для валов тяжелой строительной и сельскохозяйственной техники (например, комбайнов). Также прогнуться может вал, который был сделан из материала низкого качества, то есть из мягкого чугуна. Если анализ показал деформацию вала более 0,1 миллиметр, то необходимо выполнить его выпрямление.
Трещины в шейке коленчатого вала
Данный дефект считается одним из серьезнейших, ведь трещины могут стать причиной возникновения излома, это, повлияет и на детали, сопряженные с коленвалом. Коленчатый вал с трещинами (вне зависимости от их размеров и места расположения) необходимо заменить, ремонтировать его нельзя!
Интересное видео об дефектовке коленчатых валов. Рекомендуем посмотреть!
Больше интересных статтей
Поделиться с друзьями:
Дефекты коленчатых валов — Коленвал
В этой статье мы рассмотрим основные дефекты коленчатых валов, причины их возникновения и способы устранения. Конечно, при возникновении любой проблемы с коленчатым валом двигателя рекомендуется обращаться к специалистам. Однако, в конечном итоге именно потребитель выбирает коленчатый вал, определяет где и как он будет установлен, как и кем проверен, а также что будет сделано при возникновении каких-либо проблем. Поэтому эта статья рассчитана на то, чтобы дать основную информацию о коленчатых валах и их дефектах в доступной краткой форме, которая поможет принять правильное решение.
Если вам необходима бесплатная личная консультация инженера по поводу любых проблем с Вашим коленчатым валом, Вы можете связаться с нами по телефону.
Коленчатый вал – наиболее ответственная, наиболее нагруженная и дорогостоящая деталь двигателя. Коленвал работает в крайне неблагоприятных условиях: на него действуют ударные динамические нагрузки, силы трения, неуравновешенные моменты, крутильные колебания и вибрации, высокие температуры, статические нагрузки от сопрягаемых деталей. Именно коленчатый вал принимает на себя все недостатки сборки двигателя. Дефекты геометрии блока или шатунов в первую очередь скажутся на ресурсе коленчатого вала. Однако, несмотря на столь высокие требования к этой детали, качественный коленчатый вал при условии грамотной сборки двигателя обладает прекрасным ресурсом. В этом проявляется рациональность и высокий запас надежности советстких конструкций дизелей строительной и сельскохозяйственной техники.
При приобретении коленчатого вала перед сборкой двигателя покупатель имеет право (а, скорее, обязанность!) проверить полностью коленчатый вал перед установкой в двигатель. Такая проверка может проводится на ремонтном предприятии, в шлифовальной мастерской, на заводе. Даже если вы купили абсолютно новый коленчатый вал, все равно стоит проверить его перед установкой. Но все же дефекты новых коленчатых валов встречаются гораздо реже, чем дефекты ремонтных коленвалов.
Большинство проблем типичны.
1. Ускоренный износ шеек коленчатого вала.
Слишком быстрый износ шеек коленвала чаще всего связан с проблемами блока. Обязательно необходимо проверить геометрию посадочных мест блока под подшипники. В этом случае коленчатый вал может «болтаться» в постелях блока, что приводит к существенному увеличению нагрузок и быстрому износу. Втоой причиной, ставшей особенно актуальной в последние годы, может быть некачественный материал коленчатого вала. На рынке присутствует достаточно большое количество недорогих коленчатых валов импортного производства. Среди них есть как качественные, прекрасно зарекомендовавшие себя марки, так и откровенные подделки. Конечному потребителю бывает непросто разобраться. В случае использовнаия высокопрочного чугуна, ресурс коленчатого вала остается практически неизменным. Например, фирма BLAT использует только чугун ВЧ при производстве коленчатых валов и пятилетняя практика показывает высокий ресурс деталей BLAT. Но в случае, если на материале решили секономить, использовать более мягкий серый чугун или сталь, незакаленную токами высокой частоты, тогда ресурс коленчатого вала и межремонтные периоды существенно уменьшаются.
Более подробная информация о материалах различных коленчатых валов
Более подробная информация о способах упрочнения коленчатых валов
2. Задиры на поверхностях шеек коленчатого вала.
Задиры на шейках коленчатого вала, как правило, связаны с состоянием системы смазки дизеля. Здесь может быть очень большое число факторов: некачественное масло, нарушение сроков замены масла, засорение масляного фильтра, недостаточное давление в системе. Также задиры могут образоваться вследствие проблем с охлаждением дизеля или с нарушением температурного режима, так как перегрев разжижает масло. Износ поршневых колец приводит к попаданию частичек топлива или продуктов сгорания в масло, что также разжижает его.
В этом случае коленчатый вал шлифуется, меняются вкладыши. Необходимо также проверить систему смазки, систему охлаждения, систему питания дизеля, заменить фильтрующие элементы, проверить масляные каналы и заменить поршневые кольца при необходимости. Достаточно большой перечень работ делает экономически рациональным проведение полного капитального ремонта двигателя.
3. Ускоренный износ поверхностей под полукольца осевого смещения коленвала.
Встречается значительно реже, чем царапины, задиры или трещины. Наиболее частая причина — неисправность привода выключения сцепления вследствие неправильной эксплуатации водителем. В случае такого дефекта необходимо заменить полукольца осевого смещения и отремонтировать привод сцепления. Следует обращать внимание на правильную эксплуатацию для профилактики. Полукольца осевого смещения, как правило, приобретаются вместе с вкладышами — входят в комплект коренных вкладышей. Исключение составляют полукольца осевого смещения производства ДЗВ, корторые продаются отдельно от коренных вкладышей.
4. Царапины на поверхностях шеек коленвала.
Этот дефект встречается очень часто. Следует отличать царапины на шейках от усталостных трещин. Царапина при осмотре с лупой имеет светлое дно, в то время как дно трежины не просматривается (черного цвета). При полировке царапина начинает исчезать, а трещина остается на месте. Обычно царапины располагаются прямо на шейке, а трещины захватывают, часть галтели. Геометрически царапина обычно прямая, трещина имеет кривую ломанную форму. Небольшие царапины естественным образом появляются при долговременной эксплуатации. Также царапины образуются при наличии посторонних частиц в масле. Возможны подобные повреждения при транспортировке. Для неглубоких царапин бывает достаточно отполировать шейки коленчатого вала. Если царапина имеет глубину более 3-5 микрон, необходимо все шейки (или все шатунные, или коренные, в зависимости от того, на какой повреждение) отшлифовать на следующий ремонтный размер. Следует обратить внимание на все шейки коленчатого вала и проверить их форму измерениями в 2-х плоскостях. Проверить шатуны на элипсность. Следует заменить моторное масло, масляный фильтр. Для профилактики необходимо регулярно проверять систему смазки и менять масло. Также важно использовать рекомендуемое моторное масло.
5. Биения, прогиб коленчатого вала.
Прогиб коленчатого вала часто встречается в длинных коленчатых валах комбайнов, строительной техники. В большей степени изгибу оси подвержены валы рядных двигателей с большим количеством цилиндров. Также изгиб чаще встречается в коленчатых валах изготовленных из некачественного мягкого материала. Проверка коленчатого вала на изгиб несложна. Вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. Вращая коленвал, с помощью индикатора проверяется прогиб оси коленвала. Допускается изгиб до 0,1 мм. Если обнаружен изгиб более 0,1мм, проводится выпрямление коленчатого вала.
6. Отклонение шеек от размера
Постепенный износ шеек коленчатого вала — естественный процесс. При установке вала в двигатель существуют определенные требования к размеру. Для разных коленчатых валов они различны. В целом допуски для новых коленчатых валов составляют не более 2 соток. Допуск коленчатого вала при ремонте двигателя составляет не более 5 соток. Коленчатые валы с отклонениями размеров шеек более 5 соток однозначно подлежат шлифовке на следующий ремонтный размер.
Размеры шеек коленчатых валов сельскохозяйственной техники
7. Трещины коленвала.
Трещина коленчатого вала — наиболее опасный дефект, который может привести к быстрому усталостному излому, что в свою очередь выводит из строя сопрягаемые детали. При наличии трещины любого размера и любой локализации коленчатый вал не ремонтируется. Определить наличие или отсутствие трещин можно тщательным визуальным осмотром с простукиванием молоточком. Также примненяются магнитные дефектоскопы. Несмотря на то, что многие фирмы беруться «починить» треснувший коленчатый вал, этого делать категорически не стоит. Треснувший коленчатый вал никогда и ни при каких обстоятельствах не подлежит ремонту.
Изображения
повреждение, симптомы, ремонт и расходы
Что делать, если коленвал неисправен?
Повреждение коленчатого вала встречается редко в современных автомобилях, но тем не менее все же происходит время от времени. Стоит ли в этом случае ремонтировать автомобиль (стоит ли игра свеч)? Какими затратами обернется ремонт коленвала? Отвечаем на наиболее важные вопросы.
Смотрите также: Сломался датчик положения распредвала: симптомы, ремонт, затраты
Коленчатый вал – важный элемент двигателя внутреннего сгорания. Это та деталь, которая превращает кинетическую энергию, получаемую при сгорании топлива в двигателе, в механическую. Также коленвал служит связующим звеном между двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь распределяет крутящий момент на колеса. К сожалению, если коленвал выходит из строя из-за дефекта, дорогостоящего ремонта не избежать.
Дефект коленчатого вала: причины и симптомы
В современных машинах повреждение коленвала стало довольно-таки редким явлением. Обычно коленчатый вал может выйти из строя в основном по двум причинам: нехватка моторного масла и превышение нагрузки на двигатель. Последняя причина современным машинам не грозит, поскольку электроника контролирует все функции двигателя и отключает подачу топлива, когда двигатель начинает испытывать повышенную нагрузку. Особенно эта защита актуальна, когда стрелка на тахометре находится на красной отметке.
Получается, подобная защита является своеобразным электронным ограничением оборотов двигателя, точно так же как работает электронный ограничитель скорости, встроенный во все современные автомобили.
Чаще же всего убить коленвал можно нехваткой моторного масла. Когда коленвалу не хватает смазки, это разрушает шатунные подшипники и затем более крупные основные подшипники, в которых вращается коленвал. Однако для наступления фактического ущерба от нехватки масла требуется довольно много времени – примерно до четверти часа, до тех пор, пока остаточное моторное масло в герметичных подшипниках не будет полностью использовано. В такой ситуации из-за сухого трения начнется разрушение подшипников и износ коленвала.
Но почему в современных автомобилях поломка коленвала – более редкое явление, чем в старых машинах? Все дело в том, что во многих современных машинах двигатели оснащены турбиной, которая быстрее выйдет из строя в случае острой нехватки моторного масла. Так что, по сути, коленвал не успеет получить критичный износ.
Тем не менее в некоторых современных автомобилях все же случается поломка коленвала, которая, как правило, дает о себе знать грохотом (громким стуком).
Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала
К сожалению, ремонт коленвала – очень сложный процесс, который могут делать не многие технические центры. Ведь в этом случае нужна шлифовка коленчатого вала на специальном оборудовании. Вот виды возможных работ при восстановлении изношенного вала:
- чистка каналов
- замена подшипников
Также в некоторых случаях старый коленвал может нуждаться в термообработке. А иногда нужна балансировка коленвала. К сожалению, для этих работ требуются специалисты высокого класса, а также дорогостоящее оборудование.
Также не забывайте, что, прежде чем приступить к ремонту коленвала, нужно его еще демонтировать, а после ремонта поставить на место. Для многих автомобилей это обходится в круглую сумму, так что в итоге будет проще купить новый коленвал, чем ремонтировать старый. Вот для примера расценки на ремонт коленвала в одном из автосервисов Москвы. Причем это еще не высокие ценники.
Логично, что раз придется разбирать мотор, то вместе с ремонтом коленвала придется также проводить и другие работы. В этом случае восстановление работоспособности коленвала может вылиться автовладельцу в круглую сумму. В некоторых случаях будет проще купить контактный подержанный мотор. Можно также обратиться в специализированные компании, которые занимаются восстановлением моторов. В таких компаниях вы можете приобрести уже готовый восстановленный двигатель на свою машину. В этом случае, чтобы уменьшить стоимость восстановленного мотора, вы можете сдать двигатель со сломанным коленвалом в качестве зачета в стоимость восстановленного.
Структура и функция коленчатого вала
Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.
По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач.
Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки
Сегодня в современных автомобилях в двигателях используется коленвал, с каждой стороны которого находится подшипник. Со временем подшипники изнашиваются и между ними и поверхностью коленвала появляется люфт, что приводит к износу коленвала.
К счастью, современная конструкция двигателя способна долгое время выдерживать большие нагрузки. В том числе способны выдерживать нагрузку и современные коленчатые валы. Например, в дизельном современном двигателе каждый ход шатуна испытывает от воспламенения топлива нагрузку в 10 000 кг, которая, естественно, передается на коленвал.
Смотрите также: Двигатели, в которых могут загнуться клапана: Зачем они нужны
Итак, на короткое время в одно мгновенье на шатуне присутствует сила, эквивалентная десяти тоннам, которая воздействует на коленвал. И это мы говорим только об одном шатуне. Вы представляете, какую нагрузку получает коленвал в восьмицилиндровом моторе?
И это еще не все. В зависимости от конструкции двигателя коленчатые валы также подвержены вибрациям. Поэтому многие автопроизводители стараются сделать коленчатые валы достаточно прочными и долговечными. Например, коленвал может быть изготовлен из высококачественной стали. Особенно для мощных турбированных высокооборотистых дизельных двигателей.
Для атмосферного (нетурбированного) бензинового двигателя коленвал может быть уже не столь прочен. Поэтому производители часто еще недавно многие коленчатые валы изготавливали из чугуна. Сегодня же в мире наблюдается тенденция по снижению веса автомобиля. В первую очередь двигателя.
Смотрите также: Почему двигатели автомобилей не плавятся?
В итоге вместо чугунных блоков двигателя во многих современных авто стали использоваться блоки цилиндров из алюминия. Также производители стали использовать облегченные поршни и шатуны. Не обошла эта мода на легкое и коленчатые валы, которые также заметно полегчали. Все это, конечно, не добавляет машине надежности и увы, не гарантирует долгий срок службы двигателя.
Поломка коленчатого вала. Причины выхода из строя. Ремонт коленвала. / Статьи / Всё для моторов
Поломка коленчатого вала. Причины выхода из строя. Ремонт коленвала.
Коленчатый вал силового агрегата постоянно находится под высокими нагрузками, вследствие чего он является одной из самых уязвимых деталей, восстановление которой занимает много времени и стоит недешево.
На коленвал постоянно воздействуют различные силы, начиная от высокого давления газов, которое вызвано работой поршневой группы, неправильными условиями эксплуатации автомобильного двигателя и заканчивая постоянно возникающим большим уровнем инерции. Заметим, что коленчатый вал относится к элементам, которым постоянно приходится испытывать всю силу циклических нагрузок, негативно отражающихся на целостности материала изготовления и значительно снижающих его прочность.
Особенности восстановления работоспособности коленвалов
Зачастую причиной выхода коленвала из строя является недостаточный уровень моторного масла, его неудовлетворительное состояние, продолжительная работа непрогретого силового агрегата на максимальных оборотах. Среди основных повреждений выделяют наличие задиров на шейках вала, износ подшипников, присутствие серьезной выработки на поверхности, расплавление вкладышей вследствие их постоянного перегрева.
Устранить задиры можно, отшлифовав шейки коленчатого вала. При этом для этой процедуры существует несколько ремонтных размеров. Однако в процессе шлифовки возникает более серьезная проблема, которая связана с нагревом поверхности шейки, и снижением в связи с этим ее прочности. В результате разогрева сторон шеек нарушается геометрия коленвала — он искривляется, что может привести к его заклиниванию либо серьезному повреждению. В таком случае полностью восстановить вал вряд ли удастся, потребуется его замена.
Увы, но шлифовка является распространенной практикой ремонта коленчатого вала. Ошибочно мнение большинства даже самых опытных мотористов и автомехаников, что после ее проведения полностью восстановятся все характеристики детали, и она может продолжать работать, как и прежде. При этом нарушение геометрии детали можно попросту не принимать во внимание. В результате получается, что и распредвал начинает функционировать некорректно, увеличивается износ деталей ГРМ, нарушается герметичность сальников, изгиб шеек приводит к повреждению и выработки их посадочных мест, силовой агрегат начинает сильно вибрировать, значительно увеличивается потребление топлива.
Нетрудно подсчитать центробежную силу, возникающую при вращении коленчатого вала силового агрегата со средними характеристиками (мощность, объем и т. д.). Эта цифра никогда не была маленькой. Ее среднее значение 8кН. Даже, несмотря на эту величину, единственным применяемым методом восстановления коленчатого валя, к сожалению, все равно является его шлифовка.
Характерные неисправности коленчатого вала
К наиболее распространенным из них относятся:
- нарушение геометрии коленвала;
- наличие деформаций (сколов, вмятин, царапин и т. д.) на поверхности вала;
- разбалансировка коленчатого вала, которая зачастую вызвана его искривлением;
- выработка отверстий масляных каналов, их засорение и прочие повреждения;
- пригорание вкладыша вследствие перегрева коленвала. (на различных типах автотранспорта эта неисправность характеризуется по-разному: на легковых авто на коленвале появляются задиры, а на грузовой технике ввиду повышенных нагрузок вкладыш пригорает моментально).
Все эти неисправности вызывают повышенный износ, как самого коленчатого вала, так и других элементов силового агрегата.
Профилактика неисправностей
Главное – это соблюдение всех рекомендаций производителя, которые указаны в сервисной книге автомобиля. Основной критерий продолжительной работоспособности этого элемента — своевременная замена моторного масла в соответствии с его типом и спецификацией.
Необходимо подчеркнуть, что в сервисных книгах автопроизводители указывают регламентные сроки проведения ТО и замены расходников, которые не соответствуют особенностям эксплуатации транспортных средств в нашей стране. Поэтому, необходимо самостоятельно несколько занизить эти сроки либо брать в расчет рекомендации «для тяжелых условий эксплуатации».
Дефектовка коленчатого вала
Если блок цилиндров является «базой» автомобильного двигателя, то коленчатый вал Состоящий из одного или нескольких колен и нескольких соосных коренных шеек, опирающихся на подшипники. Каждое колено К. в. имеет две щеки и одну шейку для присоединения шатуна. Оси шатунных шеек смещены относительно оси вращения К. в.. выполняет другую важнейшую функцию — именно с него снимается полезная мощность на трансмиссию и навесные агрегаты. То есть собственно то, ради чего и нужен мотор. Если коленвал выйдет из строя, то неизбежна полная разборка двигателя для ремонта. Причём, в исключительных случаях, поломка коленвала приводит к тяжелейшим последствиям — вплоть до разрушения блока. Грамотная дефектовка коленчатого вала поможет не только определить причины поломок, но и сбережёт немало времени и сил при ремонте.
Дефект 1. Сильный износ и задиры на поверхностях коренных и шатунных шеек коленчатого вала.
Причины:
- Недостаточное давление в системе смазки.
- Недостаточный уровень масла в картере.
- Некачественное масло.
- Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.
- Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.
- Засорённый масляный фильтр.
- Работа двигателя на грязном масле.
Действия:
- Капитальный ремонт двигателя. Шлифовка шеек коленвала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей. В некоторых случаях — замена вала. Проверьте посадочные места под вкладыши коленчатого вала в блоке цилиндров и нижних головок шатунов, системы смазки и масляного насоса и при необходимости отремонтируйте или замените масляный насос. Прочистите, промойте и продуйте масляные каналы блока цилиндров и колен чатого вала. Проверьте системы охлаждения, при необходимости отремонтируйте её. Проверьте, при необходимости отремонтируйте системы питания.
Дефект 2. Сильный износ торцевых поверхностей под упорные полукольца коленчатого вала.
Причины:
- Неисправность привода выключения сцепления.
- Стоянка на месте с работающим двигателем и с выжатым сцеплением.
- Движение с неполностью отпущенной педалью сцепления.
Действия:
- При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется обработкой упорных фланцев в ремонтный размер с дальнейшей установкой утолщённых (ремонтного размера) полуколец. В некоторых случаях требуется замена коленчатого вала. Проверьте при вод выключения сцепления и в случае неисправности отремонтируйте его. Не держите без необходимости ногу на педали сцепления.
Дефект 3. Царапины на поверхности коренных и шатунных шеек коленчатого вала
Причины:
- Большой пробег двигателя.
- Попадание посторонних частиц в моторное масло.
Действия:
- Проверьте исправность системы смазки.
- Применяйте моторное масло надлежащего качества и регулярно, в предписанные производителем сроки, меняйте моторное масло и фильтр. При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.
Примечание. Подобные следы являются косвенным признаком износа шеек коленчатого вала. Проверку износа, эллипсности и конусности каждой шейки следует выполнять так: с помощью микрометра промеряем каждую шейку в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и сравниваем полученные данные с размерами, предписанными производителем. Если полученный размер выходит за пределы указанных допусков, вал ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.
Дефект 4. Прогиб коленчатого вала.
Обязательно проверьте изгиб коленчатого вала. Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники. Вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб оси коленвала, вращая коленвал. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При необходимости произведите правку («выпрямление») коленчатого вала. Данная операция поможет выявить наличие трещин.
Дефект 5. Трещины коленвала.
Причины:
- Причины перечислены ранее, в пункте 1. К появлению трещин в коленвале может также привести разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания в цилиндр посторонних предметов.
Действия:
- Коленчатый вал ремонту не подлежит.
Примечание. Определить наличие трещин и их размеры можно визуально или с помощью небольшого молотка. При ударе молотком должен раздаваться чистый, а не дребезжащий звук.
Дефект 6. Выработка и царапины на поверхности под сальники коленчатого вала
Причины:
- Длительная работа двигателя.
- Попадание посторонних частиц в моторное масло.
- Неаккуратное обращение с коленчатым валом при замене сальников на двигателе.
Действия:
- Замена коленчатого вала. При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При незначительной выработке возможна установка новых сальников с небольшим осевым смещением.
Дефект 7. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под штифты и втулки.
Причины:
- Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы и маховики. Биение шкивов.
- Последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.
Действия:
- Замена коленчатого вала. В некоторых случаях возможно прорезание нового шпоночного паза или посадочного места под штифт или втулку. При сборке мотора с таким коленвалом требуется особое внимание при совмещении меток на шкивах или шестернях ГРМ.
Дефект 8. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.
Причины:
- Неправильная затяжка крепёжных болтов.
Действия:
- Замена коленчатого вала. В исключительных случаях возможно нарезание резьбы большего диаметра.
Необходимо помнить: после ремонта коленчатый вал должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления загрязнений.
Коленчатый вал — дефекты и причины их возникновения
Автор Вячеслав На чтение 3 мин. Просмотров 210 Опубликовано Обновлено
Коленчатый вал
Одной из самых нагруженных и дорогостоящих деталей двигателя является коленчатый вал. В процессе работы он испытывает сильные динамические нагрузки ударного характера, противостоит силам трения, а также борется с вибрациями и колебаниями. Кроме всего этого вал находится в агрессивной среде высокой температуры. Если у двигателя есть недостатки сборки, то именно этот вал принимает их все на себя.
Важно понимать, что наличие даже мельчайших дефектов на шатунах негативно отразится на сроке эксплуатации вала. Но если коленчатый вал изготовлен из высококачественных материалов и с соблюдением правильной технологии производства, то ресурс его работы будет очень большим. Перед монтажом коленчатого вала необходимо проверить его.
Самые распространенные дефекты коленвалов.
Быстрый износ шеек
Причиной этому является неправильная геометрия блока, а именно: посадочных мест под подшипники. Из-за этого вал «болтается», поэтому нагрузки на него увеличиваются, и он изнашивается в ускоренном режиме.
Но также среди причин быстрого износа шеек можно выделить и плохой материал, из которого изготовлен вал. Если производитель решил сэкономить, то, скорее всего, использовал мягкий чугун или не закаленную сталь. В таком случае вал не будет долговечным.
Задиры на шейках вала
Такое может появиться в результате использования плохого масла или недостаточно частой его замены. Также следует проверить масляные фильтры и давление в системе. Причиной такого явления также может быть неправильный температурный режим или проблемы с охлаждением дизеля. От перегрева масло теряет свою вязкость, изнашиваются поршневые кольца. Необходимо проверить смазку и систему охлаждения. Коленвал необходимо отшлифовать и поменять вкладыши.
Царапины на шейках вала
Необходимо сначала определить, царапины это или усталостные трещины. Для проверки понадобится обычная лупа. Царапина при осмотре покажет светлое дно, а вот в трещине оно будет черного цвета. Полировкой можно убрать царапину, а трещина полировкой не уберется. Обычно царапины находятся на самих шейках вала, в трещины располагаются даже частично на галтелях. Причиной возникновения царапин является наличие частиц в масле, или же деталь была поцарапана при транспортировке. Полировкой можно удалить царапины на шейках, но если глубина царапин больше 5 микрон, то потребуется отшлифовать все шейки на 1 размер. Также обязательно смените моторное масло и масляный фильтр.
Прогиб коленвала
Обычно такая проблема является распространенной для коленчатых валов комбайнов и спецтехники, так как они длинные. Если материал вала некачественный и мягкий, то он тоже может прогнуться. Вал выпрямляют, если показатель прогиба после проверки превышает 0,1 мм.
Трещины коленчатого вала
Этот дефект считается самым опасным, так как может стать причиной усталостного излома. Если на валу обнаружена трещина, то вал уже не подлежит ремонту. Определение трещин осуществляется как визуально, так и при помощи молоточка, которым слегка постукивают. Но есть и специальные приборы для обнаружения скрытых дефектов – магнитные дефектоскопы.
Причины поломок коленчатого вала / База знаний ремонта двигателей / Ремонт Моторов
- Главная
- База знаний ремонта двигателей
- Причины поломок коленчатого вала
Причины поломок коленчатого вала
Прежде чем приступать к анализу причин поломок коленчатого вала, давайте вспомним основные понятия, связанные с ним.
Каково назначение коленвала?
Ответ на этот вопрос известен многим: он служит для того, чтобы преобразовывать возвратно-поступательное движение поршней, которые в результате сгорания топлива движутся вверх и вниз в цилиндре, во вращательное движение с тем, чтобы получить необходимую полезную отдачу.
Работа по преобразованию фактически выполняется благодаря совместным действиям шатунов и коленчатого вала. У последнего есть щёки и противовесы. Щёки – это детали, соединяющие два типа шеек – коренные и шатунные, а противовесы – это детали, которые предназначены для уравновешивания веса поршней и шатунов, обеспечения постоянного плавного вращения и достижения высоких значений оборотов в минуту.
Помимо этого, на разных концах коленвала устанавливают демпфер и маховик.
Назначение демпфера заключается в уменьшении и предотвращении крутильных колебаний, а функция маховика – накопление и отдача избыточной кинетической энергии, возникающей во время рабочего хода.
Теперь постараемся найти ответ на вопрос, почему коленвалы ломаются.
В принципе, можно утверждать, что коленчатые валы выходят из строя достаточно редко. Случается, что они ломаются из-за дефекта литья или ковки, но такие случаи малочисленны. Дело в том, что современные системы контроля качества ковки и обработки, как их называют профессионалы, колен являются передовыми и соответствуют последним достижениям в области науки и техники. Крайне редки случаи, когда новый коленчатый вал «выпрыгивает» или «его вырывает» из силовой установки. Обычно он ломается из-за того, что выходит из строя какая-либо другая деталь или узел мотора. При больших нагрузках и работе дизельного мотора на высоких оборотах могут возникать условия, при которых проворачивает вкладыши, что, как следствие, приводит к тому, что коленвал ломается. Следует также отметить, что коленчатые валы дизельных двигателей более подвержены поломкам, поскольку они изготавливаются из более твердых металлов или сплавов.
Коленвалы всех дизельных силовых установок подвергают термообработке. Некоторые дизельные шатуны азотируют. Азотирование – это процесс, при котором азот внедряется на поверхность стали при очень высокой температуре. Эта термообработка осуществляется для повышения износостойкости, снижения показателей усталости и достижения высокой твердости поверхностей. Благодаря этому после обработки коленчатый вал становится чрезвычайно твердым, но, вместе с тем, хрупким. Когда подшипники двигателя выходит из строя, слишком большой зазор может вызвать эффект «прыгалок» внутри мотора. В некоторых ситуациях коленчатый вал может сильно изогнуться или даже сломаться. В случаях, когда азотированный коленчатый вал получил искривления, обычно выпрямлять его не рекомендуют. Попытки сделать это, возможно, приведут к образованию внутренних и внешних трещин, что рано или поздно приведет к еще одному отказу коленчатого вала.
Итак, у вас сломан коленвал и его нужно заменить. Каковы Ваши дальнейшие шаги? Вы можете просто купить новое или восстановленное колено и установить его, однако всё не так просто, как может показаться на первый взгляд. Помните эффект «прыгалок» внутри двигателя? Такие ситуации не только вызывают повреждение колена, но также повреждение отверстий шатунных и коренных шеек в блоке двигателя. Колебательные движения коленвала, возникающие в результате того, что он «прыгает» и «болтается» в блоке, создают угрозу повреждения, деформации или увеличения отверстий. Высокий крутящий момент прыгающего колена может также привести к растяжке болтов. Крышки коренных подшипников могут ослабнуть в регистрах, что приведет к смещению.
Никогда не стоит просто менять коленчатый вал и устанавливать новый без соответствующей проверки отверстий. Наиболее точный способ их проверки – использование циферблатного нутромера. Штангенциркуль с этой задачей не справится. Во многих случаях, для чтобы получить точные значения, двигатель придется извлекать из автомобиля. Если у вас нет нутрометра, необходимо демонтировать блок и доставить его вместе с шатунами в автомастерскую. Технические специалисты помогут проверить все отверстия в блоке, и, при необходимости, провести работы, чтобы вернуть им круглую форму. Если не сделать этого, коленвал может снова выйти из строя. Отверстия некруглой формы свидетельствуют, что зазоры между блоком и подшипниками не соответствуют стандарту. Такая ситуация может привести к преждевременному выходу подшипника из строя, а в худшем случае – к поломке коленчатого вала.
Специалисты компании «Motor Rep» обладают всем необходимым оборудованием, знаниями и богатым опытом проведения работ по устранению проблем и неполадок коленчатых валов. В случае, если Вам нужно отремонтировать коленвал, приглашаем Вас обращаться в фирму «Motor Rep».
Что такое прогиб коленчатого вала? |
- Дом
- Решения
- Принцип навигации
- Глава 1: Земля
- Глава 2: Параллельное и плоскостное плавание
- Глава 4: Парусный спорт
- Глава 5. Морская астрономия
- Глава 8: Время
- Глава 9: Высота
- Глава 11: Линии позиций
- Глава 12: Восход и заход небесных тел
- Глава 13: Плавание по Великому Кругу
- Практическая навигация (новое издание)
- УПРАЖНЕНИЕ 1 — САМОЛЕТ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПАРУС
- УПРАЖНЕНИЕ 3 — ПАРУСНЫЙ МЕРКАТОР
- УПРАЖНЕНИЕ 28 — АЗИМУТ СОЛНЦЕ
- УПРАЖНЕНИЕ 29 — ПОДЪЕМ / УСТАНОВКА АЗИМУТА — ВС
- УПРАЖНЕНИЕ 30 — ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА СОЛНЦА
- УПРАЖНЕНИЕ 31 — ПЕРЕСЕЧЕНИЕ СОЛНЦА
- УПРАЖНЕНИЕ 32 — ПО ХРОНОМЕТРУ СОЛНЦЕ
- УПРАЖНЕНИЕ 34 — AZIMUTH STAR
- УПРАЖНЕНИЕ 35 — ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА ЗВЕЗДЫ
- УПРАЖНЕНИЕ 36 — ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ЗВЕЗДЫ
- УПРАЖНЕНИЕ 37 — ДОЛГОТА ПО ХРОНОМЕТРУ ЗВЕЗДА
- Практическая навигация (старое издание)
- УПРАЖНЕНИЕ — 5
- УПРАЖНЕНИЕ — 6
- УПРАЖНЕНИЕ — 7
- УПРАЖНЕНИЕ — 8
- Задание — 9
- Упражнение — 10
- УПРАЖНЕНИЕ-11
- УПРАЖНЕНИЕ-12
- Упражнение-13
- Упражнение 14
- УПРАЖНЕНИЕ-15
- УПРАЖНЕНИЕ-16
- УПРАЖНЕНИЕ-17
- УПРАЖНЕНИЕ-18
- УПРАЖНЕНИЕ-19
- УПРАЖНЕНИЕ-20
- УПРАЖНЕНИЕ-21
- УПРАЖНЕНИЕ-22
- УПРАЖНЕНИЕ-23
- УПРАЖНЕНИЕ-24
- УПРАЖНЕНИЕ-25
- УПРАЖНЕНИЕ-26
- Стабильность I
- Стабильность -I: Глава 1
- Staility — I: Глава 2
- Стабильность — I: Глава 3
- Стабильность — I: Глава 4
- Стабильность — I: Глава 5
- Стабильность — I: Глава 6
- Стабильность — I: Глава 7
- Стабильность — Глава 8
- Стабильность — I: Глава 9
- Стабильность — I: Глава 10
- Стабильность — I: Глава 11
- Стабильность II
- ДОКУМЕНТЫ СТАБИЛЬНОСТИ MMD
- СТАБИЛЬНОСТЬ 2013 БУМАГА MMD
- СТАБИЛЬНОСТЬ 2014 БУМАГА MMD
- СТАБИЛЬНОСТЬ 2015 БУМАГА MMD
- Принцип навигации
- MEO Class 4 — Письменный
- Мудрые вопросы MMD за предыдущие годы
- Функция 3
- Военно-морская архитектура — ПИСЬМЕННЫЙ ДОКУМЕНТ КЛАССА 4 MEO
- Безопасность — ПИСЬМЕННАЯ БУМАГА КЛАССА 4 МЕО
- Функция 4
- ОБЩИЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ — ДОКУМЕНТ MEO КЛАСС 4 MMD
- Моторостроение — ДОКУМЕНТ МЭО КЛАСС 4 MMD
- ФУНКЦИЯ-5
- Функция — 6
- Функция 3
- Мудрые вопросы MMD за предыдущие годы
- MMD оральные
- Deck MMD Устные вопросы
- 2-й помощник
- Навигация Устный (ФУНКЦИЯ –1)
- Cargo Work Oral (ФУНКЦИЯ — 2)
- Безопасный оральный (FUNCTION — 3)
- Старший помощник
- Навигационный оральный (FUNCTION — 01)
- Cargo Work Oral (FUNCTION-02)
- Безопасный оральный (FUNCTION — 03)
- 2-й помощник
- Engine MMD Устные вопросы
- Безопасный оральный (FUNCTION — 3)
- Motor Oral (ФУНКЦИЯ — 4)
- Электрический оральный (ФУНКЦИЯ — 5)
- MEP Oral (ФУНКЦИЯ — 6)
- Общие запросы
- 2-й помощник
- Контрольный список для оценки
- Контрольный список GOC ГМССБ
- Контрольный список для подачи заявки на COC
- Старший помощник
- Контрольный список для оценки
- Контрольный список для подачи заявки на COC
- ASM
- Контрольный список для оценки
- Контрольный список для подачи заявки на COC
- 2-й помощник
- Deck MMD Устные вопросы
- Подробнее
- Форум
- Сокращения
- Морское сокращение (от A до D)
- Морское сокращение (от E до K)
- Морское сокращение (от L до Q)
- Морское сокращение (от R до Z)
- О нас
- Свяжитесь с нами
Меню
- Дом
- Решения
- Принцип навигации
- Глава 1: Земля
- Глава 2: Параллельное и плоскостное плавание
- Глава 4: Парусный спорт
- Глава 5.Морская астрономия
- Глава 8: Время
- Глава 9: Высота
- Глава 11: Линии позиций
- Глава 12: Восход и заход небесных тел
- Глава 13: Плавание по Великому Кругу
- Практическая навигация (новое издание)
- УПРАЖНЕНИЕ 1 — САМОЛЕТ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПАРУС
- УПРАЖНЕНИЕ 3 — ПАРУСНЫЙ МЕРКАТОР
- УПРАЖНЕНИЕ 28 — АЗИМУТ СОЛНЦЕ
- УПРАЖНЕНИЕ 29 — ПОДЪЕМ / УСТАНОВКА АЗИМУТА — ВС
- УПРАЖНЕНИЕ 30 — ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА СОЛНЦА
- УПРАЖНЕНИЕ 31 — ПЕРЕСЕЧЕНИЕ СОЛНЦА
- УПРАЖНЕНИЕ 32 — ПО ХРОНОМЕТРУ СОЛНЦЕ
- УПРАЖНЕНИЕ 34 — AZIMUTH STAR
- УПРАЖНЕНИЕ 35 — ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА ЗВЕЗДЫ
- УПРАЖНЕНИЕ 36 — ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ЗВЕЗДЫ
- УПРАЖНЕНИЕ 37 — ДОЛГОТА ПО ХРОНОМЕТРУ ЗВЕЗДА
- Практическая навигация (старое издание)
- УПРАЖНЕНИЕ — 5
- УПРАЖНЕНИЕ — 6
- УПРАЖНЕНИЕ — 7
- УПРАЖНЕНИЕ — 8
- Задание — 9
- Упражнение — 10
- УПРАЖНЕНИЕ-11
- УПРАЖНЕНИЕ-12
- Упражнение-13
- Упражнение 14
- УПРАЖНЕНИЕ-15
- УПРАЖНЕНИЕ-16
- УПРАЖНЕНИЕ-17
- УПРАЖНЕНИЕ-18
- УПРАЖНЕНИЕ-19
- УПРАЖНЕНИЕ-20
- УПРАЖНЕНИЕ-21
- УПРАЖНЕНИЕ-22
- УПРАЖНЕНИЕ-23
- УПРАЖНЕНИЕ-24
- УПРАЖНЕНИЕ-25
- УПРАЖНЕНИЕ-26
- Стабильность I
- Стабильность -I: Глава 1
- Staility — I: Глава 2
- Стабильность — I: Глава 3
- Стабильность — I: Глава 4
- Стабильность — I: Глава 5
- Стабильность — I: Глава 6
- Стабильность — I: Глава 7
- Стабильность — Глава 8
- Стабильность — I: Глава 9
- Стабильность — I: Глава 10
- Стабильность — I: Глава 11
- Стабильность II
- ДОКУМЕНТЫ СТАБИЛЬНОСТИ MMD
- СТАБИЛЬНОСТЬ 2013 БУМАГА MMD
- СТАБИЛЬНОСТЬ 2014 БУМАГА MMD
- СТАБИЛЬНОСТЬ 2015 БУМАГА MMD
- Принцип навигации
- MEO Class 4 — Письменный
- Мудрые вопросы MMD за предыдущие годы
- Функция 3
- Военно-морская архитектура — ПИСЬМЕННЫЙ ДОКУМЕНТ КЛАССА 4 MEO
- Безопасность — ПИСЬМЕННАЯ БУМАГА КЛАССА 4 МЕО
- Функция 4
- ОБЩИЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ — ДОКУМЕНТ MEO КЛАСС 4 MMD
- Моторостроение — ДОКУМЕНТ МЭО КЛАСС 4 MMD
- ФУНКЦИЯ-5
- Функция — 6
- Функция 3
- Мудрые вопросы MMD за предыдущие годы
- MMD оральные
- Deck MMD Устные вопросы
- 2-й помощник
- Навигация Устный (ФУНКЦИЯ –1)
- Cargo Work Oral (ФУНКЦИЯ — 2)
- Безопасный оральный (FUNCTION — 3)
- Старший помощник
- Навигационный оральный (FUNCTION — 01)
- Cargo Work Oral (FUNCTION-02)
- Безопасный оральный (FUNCTION — 03)
- 2-й помощник
- Engine MMD Устные вопросы
- Безопасный оральный (FUNCTION — 3)
- Motor Oral (ФУНКЦИЯ — 4)
- Электрический оральный (ФУНКЦИЯ — 5)
- MEP Oral (ФУНКЦИЯ — 6)
- General Qu
- Deck MMD Устные вопросы
Измерение прогиба коленчатого вала двигателя
Понимание измерения прогиба коленчатого вала двигателя поможет инженеру-диагностуВ какой-то момент в своей карьере инженеру-диагносту, возможно, придется проверить работу двигателя с воспламенением от сжатия. Многие из дефектов, которые возникают на таких узлах, связаны с износом коренных подшипников, из-за чего коленчатый вал меняет свою продольную прямолинейность. Обычно первая диагностическая проверка такого двигателя заключается в проведении серии измерений между шатунными шайбами в различных точках по кругу вращения, что в некоторой степени называется правильным прогибом коленчатого вала.Если ведущий двигатель относится к типу двигателя с воспламенением от сжатия с диаметром цилиндра более 250 мм (10 дюймов), необходимо также учитывать выравнивание его коленчатого вала. Ниже этого размера общая жесткость и малые размеры агрегата, а также тот факт, что коленчатый вал является цельной поковкой, делают измерение прогибов коленчатого вала чрезвычайно трудным и ненужным.
Коленчатый вал большого двигателя с воспламенением от сжатия представляет собой огромные громоздкие компоненты, обычно состоящие из нескольких отдельных поковок, соединенных с натягом, которые должны оставаться как можно более прямыми во время работы, поскольку в противном случае это может привести к серьезному повреждению подшипников и, как следствие, к поломке. двигатель.Коленчатый вал состоит из шатунов кривошипа, шейки кривошипа и шейки по всей длине, и его вес поддерживается коренными подшипниками на шейках. В течение определенного периода времени, пока двигатель продолжает работать, износ подшипников может быть неравномерным по всей длине коленчатого вала. Это означает, что коленчатый вал не будет оставаться на первоначальной прямой линии, а будет слегка изгибаться вверх или вниз, что может быть не видно невооруженным глазом, но может вызвать опасный уровень усталости шатунов.Например, поломка или чрезмерный изгиб коленчатого вала двигателя с воспламенением от сжатия может быть результатом чрезмерных зазоров в подшипниках. Чрезмерное зазор в одном основного подшипника может разместить практически всю нагрузку на другой основной опоре и может быть вызвано теми же факторами, что причиной отказа радиального подшипника. Изгиб коленчатого вала под нагрузкой может привести к усталости и, в конечном итоге, к поломке шейки кривошипа.
Инженер-диагност должен также знать, что смещенные от центра и овальные шейки имеют тенденцию соскабливать материал подшипника, что приводит к чрезмерному износу и увеличению зазора между валом и подшипником.Чрезмерный износ подшипника обычно проявляется в той или иной форме фреттинг-коррозии поверхности подшипника или в виде задиров на шейках вала. Возможность овальности шейки можно свести к минимуму, приняв меры для предотвращения неправильной смазки, выхода из строя подшипников скольжения, превышения скорости или перегрузки двигателя, чрезмерного прогиба коленчатого вала и несоосности деталей. Поломка коленчатого вала при изгибе также может быть результатом чрезмерного прогиба коленчатого вала и, как правило, вызвана неправильной центровкой между ведомым агрегатом и двигателем и может привести к поломке или изгибу вала, а также к значительным другим повреждениям подшипников, шатунов и других деталей.Превышение частоты вращения двигателя также может вызвать чрезмерный прогиб коленчатого вала.
Следовательно, существует необходимость в хорошем техническом обслуживании по измерению прогибов коленчатого вала через регулярные промежутки времени, чтобы гарантировать, что выравнивание вала остается в допустимых пределах, и эти прогибы можно измерить, как описано в следующих разделах. Показания прогиба коленчатого вала являются отличным методом определения двигателя для центровки и износа коренных подшипников. Их следует принимать в соответствии с любой системой планового технического обслуживания при проведении осмотра двигателя.Например, в морской установке измерения обычно проводятся при подозрении на проблему, например, в результате случайного заземления или столкновения, или после длительного периода сухого дока. На меньших двигателях, то есть с внутренним диаметром, скажем, менее 250 мм (10 дюймов), нецелесообразно проводить измерения прогиба коленчатого вала. Для двигателей больше такого размера это всегда рекомендуется и должно выполняться регулярно. Измерения следует регистрировать и анализировать, а также результаты анализа.Величину прогиба коленчатого вала можно определить с помощью прямолинейного калибра, который легко применять. Прямой датчик — это просто шкала, показывающая внутри микрометра, используемая для измерения отклонения расстояния между соседними шатунами коленчатого вала, когда вал двигателя вращается, блокируя двигатель.
Рисунок 1 дает представление о том, какие измерения выполняются для определения прогибов коленчатого вала.
На эскизе указан крайний цилиндр (No.1) с нетерпением жду. Сплошной линией показано положение верхней мертвой точки (ВМТ) (3), а пунктирными линиями — положения 3 и 9 часов (соответственно 4 и 2), а также положение по обе стороны от нижней мертвой точки (НМТ) ( 1 и 5). Различные виды перемычек опущены для ясности. Последние два показания снимаются, когда шатун повернут как можно ближе к манометру. Как видно из рисунка, между перемычками кривошипа вставляется индикатор с круговой шкалой, чтобы определить расстояние между ними.
Если отклонение измеряется через определенный промежуток времени, важно и необходимо, чтобы его измеряли в одной и той же точке, в противном случае показание не даст реального отражения о степени отклонения. Концы индикатора должны входить в метки перфорации на шатунах. Если этих отметок нет, их необходимо сделать так, чтобы индикатор мог быть установлен в правильное положение. Обычно для нанесения разметки используется кернер, чтобы каждый раз отклонение приходилось на одну и ту же точку.В идеале отклонение должно быть измерено в четырех точках кривошипа, а именно в верхней, нижней и двух сторонах. На практике, однако, нижнее показание не снимается из-за вероятности засорения шатуна, а вместо этого считывание снимается с обеих сторон от нижнего положения, таким образом, всего пять показаний снимаются с каждой перемычки кривошипа в положениях
.Материалы коленчатого вала
…
Материалы коленчатого вала должны быть легко обработаны, подвергнуты механической обработке и термообработке, а также иметь соответствующую прочность, ударную вязкость, твердость и высокую усталостную прочность. Коленчатый вал изготавливается из стали методом ковки или литья. Вкладыши коренных подшипников и шатунных подшипников изготовлены из баббита, сплава олова и свинца. Кованые коленчатые валы прочнее литых, но дороже. Кованые коленчатые валы изготавливаются из стали марки SAE 1045 или аналогичной.Поковка позволяет получить очень плотный и прочный вал с зерном, идущим параллельно направлению главного напряжения. Коленчатые валы отливаются из стали, модульного чугуна или ковкого чугуна. Основное преимущество процесса литья состоит в том, что материал коленчатого вала и затраты на обработку снижаются, поскольку коленчатый вал может быть изготовлен близко к требуемой форме и размеру, включая противовесы. Литые коленчатые валы могут выдерживать нагрузки со всех сторон, поскольку структура металлического зерна однородна и случайна по всей поверхности. Противовесы на литых коленчатых валах немного больше, чем противовесы на кованых коленчатых валах, потому что литой металл менее плотный и, следовательно, несколько легче.
Обычно автомобильные коленчатые валы в прошлом выковывались, чтобы иметь все желаемые свойства. Тем не менее, с развитием чугуна с шаровидным графитом и усовершенствованием технологий литейного производства, теперь предпочтение отдается литым коленчатым валам при умеренных нагрузках. Кованые валы предпочтительны только для тяжелых условий эксплуатации. Выбор материалов коленчатого вала и термообработки для различных применений заключается в следующем.
(i) Сталь марганцево-молибденовая.
Это относительно дешевая ковочная сталь, которая используется для коленчатых валов бензиновых двигателей средней мощности.Этот сплав состоит из 0,38% углерода, 1,5% марганца, 0,3% молибдена и остального железа. Сталь подвергается термообработке закалкой в масле от температуры 1123 К с последующим отпуском при 973 К, что обеспечивает твердость поверхности около 250 по числу Бринелля. Благодаря такой твердости поверхности вал подходит как для подшипников с оловянно-алюминиевым, так и свинцово-медным покрытием.
(ii) 1% хромомолибденовая сталь.
Эта кузнечная сталь используется для коленчатых валов бензиновых и дизельных двигателей средней и большой мощности.В состав этого сплава входят 0,4% углерода, 1,2% хрома, 0,3% молибдена и остальное железо. Сталь подвергается термообработке путем закалки в масле при температуре 1123 К и затем отпуска при 953 К. Это обеспечивает твердость поверхности около 280 по числу Бринелля. Для использования более твердых подшипников шейки могут быть закалены пламенем или индукционным нагревом до числа Бринелля 480. Для очень тяжелых условий эксплуатации процесс азотирования позволяет получить поверхность с числом алмазной пирамиды 700 (DPN). Эти опорные поверхности подходят для всех подшипников с оловянно-алюминиевым и бронзовым покрытием.
(iii) Никель-хром-молибденовая сталь с содержанием 2,5%.
Эта сталь используется в тяжелых дизельных двигателях. Состав этого сплава: 0,31% углерода, 2,5% никеля, 0,65% хрома, 0,55% молибдена и остальное железо. Сталь сначала подвергается термообработке путем закалки в масле от температуры 1003 К, а затем отпускается при подходящей температуре, не превышающей 933 К. Это обеспечивает твердость поверхности в районе числа Бринелля 300. Эта сталь немного дороже марганцево-молибденовых и хромомолибденовых сталей, но имеет улучшенные механические свойства.
(iv) Сталь с 3% -ным хромомолибденом или 1,5% -хром-алюминием-модибденом.
Эти кованые стали используются для коленчатых валов дизельных двигателей, пригодных для подшипников из твердых материалов с высокой усталостной прочностью. Легирующие композиции включают 0,15% углерода, 3% хрома и 0,5% молибдена или 0,3% углерода, 1,5% хрома, 1,1% алюминия и 0,2% молибдена. Первоначальной термообработкой для обеих сталей является закалка в масле и отпуск при 1193 К и 883 К или 1163 К и 963 К соответственно для двух сталей.Валы закалены азотированием, так что азот поглощается их поверхностными слоями. Если азотирование выполняется хорошо в галтелях шейки, усталостная прочность этих валов увеличивается по крайней мере на 30% по сравнению с валами с индукционной закалкой и валами с закалкой поверхности пламенем. Сталь с 3% -ным содержанием хрома имеет относительно прочную поверхность и твердость от 800 до 900 DPN. С другой стороны, кожух из стали с содержанием 1,5% хрома имеет тенденцию быть немного более хрупким, но имеет повышенную твердость порядка от 1050 до 1100 DPN.
(v) Чугуны с шаровидным графитом.
Эти чугуны также известны как чугуны со спероидальным графитом или ковкие чугуны. Эти серые чугуны содержат от 3 до 4% углерода и от 1,8 до 2,8% кремния, а графитовые включения диспергированы в перлитной матрице вместо образования поддельного графита. Для достижения этой структуры в расплав добавляют около 0,02% остаточного церия или 0,05% остаточного ниагния, или даже то и другое, благодаря чему сера удаляется и в литом материале образуется множество небольших сфероидов.Поверхностная твердость литого чугуна с шаровидным графитом выше, чем у стали аналогичной прочности, их соответствующие твердости составляют от 250 до 300 и от 200 до 250 по числу Бринелля. Пламенная или индукционная закалка позволяет получить поверхность с числами Бринелля от 550 до 580, а также при необходимости может быть применено азотирование.
Чугун с шаровидным графитом обладает преимуществами свойств серого чугуна (то есть низкой температурой плавления, хорошей текучестью и литьем, отличной обрабатываемостью и износостойкостью), а также механическими свойствами стали (то есть относительно высокой прочностью, твердостью, ударной вязкостью). , удобоукладываемость и закаливаемость).В настоящее время большое количество коленчатых валов как для бензиновых, так и для дизельных двигателей изготавливается из чугуна с шаровидным графитом, а не из более дорогой кованой дорогой кованой стали. Чтобы поддержать несколько более низкую ударную вязкость и усталостную прочность этих чугунов, используются более крупные сечения и максимальное количество основных шеек.
Термическая обработка.
(a) Пламенное и индукционное упрочнение поверхности.
Это методы поверхностного упрочнения стали с содержанием углерода от 0,3 до 0,5% без использования специальных соединений или газов.Основной принцип — быстрое нагревание поверхности с последующей закалкой только водой. Поскольку он нагревается локально, а не нагревает всю массу, упрочнение значительно снижается, и исключается деформация цапфы.
Закалка в пламени осуществляется кислородно-ацетиленовым пламенем при температуре поверхностного слоя от 993 до 1173 К. Температура поверхности зависит от эквивалента содержания углерода различных легирующих элементов в стали. За процессом нагрева следует закалка в воде.Поскольку фактический период нагрева и охлаждения имеет решающее значение, он задается заранее и в большинстве случаев регулируется автоматически.
Индукционная закалка осуществляется путем электрического наведения тепла на закаливаемую поверхность. В этом случае исключается опасность перегрева или ожога поверхности металла, как при закалке пламенем. Индукционная катушка окружает цапфу и по ней проходит ток высокой частоты. Это индуцирует циркулирующие вихревые токи на поверхности шейки, в результате чего ее температура повышается, и тепло в основном ограничивается внешней поверхностью шейки.В этом процессе, чем выше частота тока, тем ближе тепло к коже. При достижении необходимой температуры ток автоматически отключается, а поверхность одновременно гасится струей воды, которая проходит через отверстия в индукционном блоке.
(б) Азотирование. Процесс поверхностного упрочнения.
В этом процессе цапфы нагреваются до 773 К в течение заданного времени в атмосфере газообразного аммиака, так что азот в газе поглощается поверхностным слоем.Легирующие элементы, такие как хром, алюминий и молибден, присутствующие в стали, из твердых нитридов. Нитриды алюминия образуют очень твердый мелкий корпус. Нитриды хрома диффундируют на большую глубину, чем нитриды алюминия. Молибден увеличивает прокаливаемость, дает измельчение зерна и улучшает ударную вязкость сердечника.
В этом процессе можно напрямую использовать шлифованные шейки до их окончательного размера, так как после азотирования не происходит закалки, что позволяет избежать деформации в отличие от других процессов поверхностного упрочнения.Низкая скорость проникновения через поверхность увеличивает стоимость процесса, например, для изготовления корпуса глубиной около 0,2 мм требуется 20 часов.
(c) Процесс карбонитрирования и поверхностного упрочнения.
Tufftride ’- это самый известный процесс карбонитрирования в соляной ванне. Коленчатый вал погружается в ванну с расплавом солей при температуре около 853 К на относительно короткое время цикла, составляющее два-три часа. При этом углерод и азот отделяются от солей и диффундируют на поверхность.Поскольку азот более растворим в железе, чем углерод, он диффундирует дальше в материал. На поверхности образуются твердые карбиды железа и вязкие нитриды железа, в результате чего значительно повышается устойчивость к износу, истиранию (отслаиванию поверхности), заеданию и коррозии.
В зависимости от используемой стали этот внешний слой имеет глубину заклинивания от 6 до 16 с твердостью от 400 до 1200 DPN. Под этим внешним слоем избыточный азот переходит в твердый раствор с железом, благодаря чему он укрепляется.Эта внутренняя зона диффузии образует барьер, который предотвращает распространение трещин, ведущих к усталостному разрушению.
Эта поверхностно-упрочняющая обработка, также известная как мягкое азотирование МАХОВИКА, становится все более популярной как для сталей, так и для чугунов и, как ожидается, заменит другие более дорогие процессы для компонентов с использованием простых углеродистых сталей, требующих твердости поверхности и коррозионной стойкости. Этот процесс намного быстрее и дешевле и дает свойства, аналогичные азотированию, но обычно глубина твердости меньше, что может быть проблемой, если вал должен быть переточен.
.Коленчатый вал — x-engineer.org
Коленчатый вал является подвижной частью 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)
- Поршни
- Шатуны
- Маховик
- Коленчатый вал
Поршни, шатуны и коленчатый вал вместе образуют кривошипно-шатунный механизм .
Вторичная функция коленчатого вала — передача мощности другим системам двигателя:
- фаз газораспределения
- масляный насос
- охлаждающий (водяной) насос
- компрессор кондиционера
- генератор переменного тока и т. Д.
Изображение: ICE Коленчатый вал с коваными противовесами
Коленчатый вал крепится к блоку двигателя 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 вибрации и напряжения в подшипниках.. На одном конце коленчатого вала соединен маховик, а на другом конце — зубчатая передача.
Изображение: Описание коленчатого вала двигателя (источник: Rheinmetall)
- Сторона управления или приводная сторона
- Противовесы
- Коренная шейка подшипника
- Шатунная шейка
- Сторона маховика / передача усилия
- Масляный канал
Количество основных 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 (масляный канал), через которые масло течет при работе двигателя.
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 через слой 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 скручивающие силы, 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!
.