Шатунные шейки коленчатого вала: Коренные и шатунные шейки

Содержание

Из чего состоит коленчатый вал

Коленчатый вал (коленвал) двигателя – это одна из важных деталей КШМ, расположенная в цилиндровом блоке. Вал преобразует поступательные движения поршней во вращательный момент, который через трансмиссию передается на колеса автомобиля.

Устройство коленчатого вала

Сложная конструкция коленвала представлена в виде расположенных по одной оси колен – шатунных шеек, соединенных специальными щеками. При этом количество колен зависит от числа, формы и месторасположения цилиндров, а также тактности двигателя автомобиля. С помощью шатунов шейки соединяются с поршнями, совершающими поступательно-возвратные движения.

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

  • полноопорным – когда коренные шейки расположены по две стороны от шатунной шейки;
  • неполноопорным – когда коренные шейки расположены только по одну из сторон от шатунной шейки.

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

  • Коренная шейка – основная часть вала, которая размещается на коренных вкладышах (подшипниках), находящихся в картере.
  • Шатунная шейка – деталь, соединяющая коленвал с шатунами. При этом смазка шатунных механизмов осуществляется благодаря наличию специальных масляных каналов. Шатунные шейки в отличие от коренных шеек всегда смещены в стороны.
  • Щеки – детали, соединяющие два типа шеек – коренные и шатунные.
  • Противовесы – детали, которые предназначены для уравновешивания веса поршней и шатунов.
  • Фронтальная (передняя) часть или носок – часть механизма, оснащенная колесом с зубцами (шкивом) и шестерней, в некоторых случаях гасителем крутильных колебаний, который осуществляет контроль над мощностью привода ГРМ (газораспределительного механизма), а также других механизмов устройства.
  • Тыльная (задняя) часть или хвостовик – часть механизма, соединенная с маховиком при помощи маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, осуществляет отбор мощности вала.

Фронтальная и тыльная сторона коленчатого вала уплотняется защитными сальниками, которые препятствуют протеканию масла там, где выступающие части маховика выходят за пределы блока цилиндров.

Вращательные движения всего механизма коленвала обеспечивают подшипники скольжения – тонкие стальные вкладыши, с защитным слоем антифрикционного вещества. Для предотвращения осевого смещения вала, применяется упорный подшипник, установленный на коренной шейке (крайней или средней).

Коленвал двигателя изготавливается из износостойкой стали (легированной или углеродистой) или модифицированного чугуна, методом штамповки или литья.

Принцип действия коленчатого вала

Несмотря на сложность самого устройства, принцип работы коленвала достаточно прост.

В камерах сгорания происходит процесс сжигания поступившего туда топлива и выделения газов. Расширяясь, газы воздействуют на поршни, совершающие поступательные движения. Поршни передают механическую энергию шатунам, соединенным с ними втулкой или поршневым пальцем.

Шатун в свою очередь соединен с шейкой коленвала подшипником, вследствие чего каждое поступательное поршневое движение преобразуется во вращательное движение вала. После того как происходит разворот на 180˚, шатунная шейка движется уже в обратном направлении, обеспечивая возвратное движение поршня. Затем циклы повторяются.

Процесс смазки коленчатого вала

Смазка коленвала обеспечивается за счет шатунных и коренных шеек. Важно помнить, что смазка коленчатого вала всегда происходит под давлением. Каждая коренная шейка обеспечена индивидуальным подводом масла от общей смазочной системы. Поступившее масло попадает на шатунные шейки по специальным каналам, расположенным в коренных шейках.

Коленчатый вал или, как его называют опытные водители и автослесари, коленвал – важная функциональная деталь автомобильного двигателя, которая имеет строгую индивидуальную форму в зависимости от модели. В данной статье мы рассмотрим, что такое коленчатый вал двигателя, какие функции он выполняет и к чему приводит эксплуатация машины с неисправным валом.

Что такое коленвал

Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс. По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

Если в коленчатом вале шатунные шейки находятся с двух сторон от коленной шейки, он называется полноопорным. Если же они расположены только с одной стороны – неполноопорным.

Коленвал производится из углеродистой или легированной стали с повышенной износостойкостью (для спорткаров, люкс-моделей и автомобилей с повышенной мощностью) или модифицированного чугуна (для стандартных серийных моделей) с помощью литья или прессования. Для легирования стали применяются молибден, хром и иные металлы, существенное увеличивающие прочность сплава.

В большинстве двигателей коленчатый вал располагается в нижней части, над картером, в оппозитных – выше, по центру мотора.

Для чего нужен коленчатый вал

Двигатели внутреннего сгорания работают за счёт функционирования поршневого блока. Его принцип действия заключается в следующем:

  • во время сгорания топливной смеси в цилиндре воздух расширяется с создаёт давление;
  • под действие давления поршень выталкивается, совершая поступательное движение;
  • благодаря соединению с шатунными шейками поступательное движение превращается во вращательное;
  • энергия вращения, переданная на коленчатый вал, передаётся колёсам автомобиля, и он приводится в движение.

Таким образом, коленвал – это преобразователь одного вида механического движения в другой. Как известно, поршни в ДВС двигаются несимметрично. В то время, как одни из них совершают поступательные движения (выталкиваются из цилиндра), другие – возвратное (затягиваются обратно). Конструкция коленчатых валов разрабатывается с предельной точностью, поэтому во время работы все цилиндры сохраняют общее вращение вала. Поэтому коленца имеют разные оси вращения.

Из чего состоит коленчатый вал

Конструкция коленчатого вала: 1. Носок коленчатого вала; 2. Посадочное место звездочки (шестерни) привода распределительного вала; 3. Отверстие подвода масла к коренной шейке; 4. Противовес; 5. Щека; 6. Шатунные шейки; 7. Фланец маховика; 8. Отверстие подвода масла к шатунной шейке; 9. Противовесы; 10. Коренные шейки; 11. Коренная шейка упорного подшипника.

Рабочие компоненты коленвала:

  • Коренная шейка – валовая опора, которая служит осью вращения самого вала. Она лежит в подшипнике, который встроен в картер.
  • Шатунные шейки – опоры, связанные с поршневыми шатунами. Во время работы они смещаются относительно оси вала по круговой траектории.
  • Щёки – вспомогательные детали, связывающие шатунные и коренные шейки. Они также предотвращают разрушение вала из-за резонансной нагрузки.
  • Хвостовик – задняя часть, соединённая с шестерной отбора или маховиком для передачи мощности на движение.
  • Носок – передняя часть вала, которая посредством шкива или зубчатого колеса передаёт мощность приводу газораспределительного блока и других вспомогательных механизмов.
  • Противовесы – детали, необходимые для распределения нагрузки и уравновешивания массы шатунов и поршней.

Для уплотнения носка и хвостовика используются защитные сальники. Это предотвращает просачивание масла в местах выхода частей маховика за границы блока цилиндров. Вращательное движение обеспечивается тонкими стальными подшипниками скольжения. Чтобы ось вращения вала не смещалась, на одну из коренных шеек ставится упорный подшипник.

Во время работы самые большие напряжения концентрируются в месте соединения шеек и щёк. Для разгрузки его делают с галтелью – полукруглым переходом с промежуточным технологическим поясом. По причине экстремальных нагрузок в месте перехода щёк в шейки в своё время производители отказались от составных коленвалов, детали которых соединялись крепежом.

Читайте также

: Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен.

Для чего нужен датчик коленвала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) используется в автомобилях, которые оборудованы системами электронного управления мотором. Поскольку вращение вала сказывается на работе многих функциональных блоков и систем, своевременная подача топлива в цилиндры ДВС может улучшить ездовые характеристики. Датчик коленвала как раз отвечает за синхронизацию рабочих процессов. В различных моделях автомобилей его использование улучшает синхронизацию зажигания или топливных форсунок. Прибор передаёт на электронный блок управления данные о положении коленвала, направлении и частоте вращения.

Встречаются датчики следующих видов:

  • Магнитные (индуктивного типа). Сигнал на ЭБУ формируется в момент прохождения синхронизационной метки через магнитное поле, которое формируется вокруг датчика.
    Система не требует отдельного питания, и может параллельно работать как датчик скорости.
  • Датчики Холла (работают на эффекте Холла). Ток в приборе начинает движение при приближении изменяющегося магнитного поля. Перекрытие магнитного поля реализуется специальным синхронизирующим диском, зубья которого взаимодействуют с магнитным полем ДПКВ. Дополнительная функция – датчик распределения зажигания.
  • Оптические. В данном случае для синхронизации также используется зубчатый диск. Он перекрывает оптический поток, проходящий между приёмником и светодиодом. Приёмник фиксирует прерывания светового потока и передаёт в электронный блок управления импульс напряжения, соответствующий параметрам вращения вала.

Датчик коленвала устанавливается внутри корпуса двигателя, как и прочие датчики управления. Для его встраивания используется специальный кронштейн, расположенный возле приводного шкива генератора. Внешне он отличается от датчиков другого назначения наличием проводка длиной 55-70 см с особым разъёмом, который соединяет устройство с системой электронного управления.

Читайте также: Признаки неисправности датчика положения коленвала.

Видео на тему

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Содержание

История [ править | править код ]

Впервые столь важную механическую деталь как коленчатый вал описал и сконструировал средневековый учёный Аль-Джазари в Османской империи в 13 веке. В 1206 году в трактате «Китаб фи марифат аль-хиял аль-хандасийя» (Книга знаний об остроумных механических устройствах) описан механизм вала.

Основные элементы коленчатого вала [ править | править код ]

  • Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
  • Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
  • Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
  • Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
  • Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
  • Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Размеры коленчатых валов [ править | править код ]

Определяются как результат расчётов, причём часть размеров задаётся исходя из выбранной компоновки. Например, количество шатунных шеек определяется в зависимости от числа цилиндров. В многорядных двигателях (V, W, X-образных, звездообразных) одна шатунная шейка воспринимает нагрузки сразу нескольких шатунов (или одного центрального, соединённого с прицепными). Коленчатый вал воспринимает крутящий момент, имеющий переменное значение, а следовательно, работает на скручивание и должен иметь достаточный запас прочности (обычно 2,5) по усталостному напряжению на сдвиг.

Стальные валы (чаще всего) имеют невысокое внутреннее демпфирование крутильных колебаний, что в некоторых случаях угрожает валу разрушением из-за резонанса при прохождении опасной зоны по числу оборотов. Поэтому валы такие снабжают демпферами крутильных колебаний, расположенными на переднем носке вала.

Кроме усталостной прочности, коленвалы должны иметь определённую площадь шеек, задающую контактное давление подшипников скольжения или качения. Максимальное контактное давление и скорость скольжения для антифрикционных материалов может быть несколько повышено при высокой твёрдости шеек и высококачественной смазке. Превышение их выше допустимых ведёт к выплавке/растрескиванию антифрикционного слоя или питтингу роликов (подшипники качения).

Диаметр шатунных шеек (исходя из упомянутых соображений) может быть увеличен косым разъёмом шатуна (что увеличивает его трудоёмкость и стоимость), длину же можно увеличить либо за счёт коренных шеек (что увеличивает контактное давление), либо увеличением расстояния между цилиндрами (что ведёт к увеличению габаритов и массы двигателя). В последние десятилетия, в связи с появлением новых высопрочных антифрикционных сплавов и высококачественных масел, длину шеек валов (а вместе с ним — и межцилиндровое расстояние) конструкторы сокращают.

Материал и технология изготовления заготовок коленчатых валов [ править | править код ]

Материал и технология изготовления зачастую тесно увязаны между собой. В данном случае, стальные валы (с целью достижения наивысшей прочности и вязкости) получают ковкой, чугунные (материал ковке не поддаётся) — литьём.

Стальные коленчатые валы [ править | править код ]

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др [1] . Преимуществом стальных валов является наивысшая прочность, возможность получения высокой твёрдости шеек азотированием, чугунные валы – дешевле.

Выбор стали определяется поверхностной твёрдостью шеек, которую нужно получить. Твёрдость около 60 HRC (необходимая для применения роликовых подшипников) может быть получена, как правило, только химико-термической обработкой (цементация, азотирование, цианирование). Для этих целей годятся, как правило, малоуглеродистые хромоникелевые или хромоникельмолибденовые стали (12ХН3А, 18ХНВА, 20ХНМА, причём для валов средних и крупных размеров требуется большее легирование дорогостоящим молибденом. Однако в последнее время для этого стали употреблять дешёвые стали регламентированной прокаливаемости, позволяющие получить высокую твёрдость при сохранении вязкости сердцевины. Меньшая твёрдость, достаточная для надёжной работы подшипников скольжения, может быть получена закалкой ТВЧ как среднеуглеродистых сталей, так и серого или высокпрочного чугуна (45..55 HRC).

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах, при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Крупноразмерные коленчатые валы, такие как судовые, а также коленвалы двигателей с туннельным картером являются разборными, и соединяются на болтах. Коленвалы могут устанавливаться не только на подшипниках скольжения, но и на роликовых (шатунные и коренные), шариковых (коренные в маломощных моторах). В этих случаях и к точности изготовления, и к твёрдости предъявляются более высокие требования. Такие валы поэтому всегда изготовляют стальными.

Чугунные коленчатые валы [ править | править код ]

Литые коленчатые валы изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла и хорошее демпфирование крутильных колебаний, позволяющее часто отказаться от внешнего демпфера на переднем носке вала. В литых заготовках можно получить и ряд внутренних полостей при отливке [2] .

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования», особенно в автоматизированном производстве.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Масляные отверстия в коленвалах соединяют обычно соседние коренную и шатунную шейку, и выполняются сверлением. Отверстия в щёках при этом зачеканиваются либо закрываются пробками на резьбе.

Механическая обработка коленчатых валов [ править | править код ]

Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.

При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках [3] . По окончании изготовления коленчатые валы обычно подвергают динамической балансировке в сборе с маховиком (автомобильные двигатели).

В большинстве случаев коленчатые валы предусматривают возможность их перешлифовки на ремонтный размер (обычно 4-6 размеров, ранее было до 8). В этом случае коленвалы шлифуют вращающимся наждачным кругом, причём вал проворачивается вокруг осей базирования. Конечно, эти оси для коренных и шатунных шеек не совпадают, что требует перестановки. При перешлифовке требуется соблюсти межцентровое состояние, и согласно инструкции, валы после шлифовки подлежат повторной динамической балансировке. Чаще всего это не выполняют, потому отремонтированные двигатели часто дают большую вибрацию. При шлифовании важно соблюсти форму галтелей, и ни в коем случае не прижечь их. Неправильная обработка галтелей часто приводит к разрушению коленчатого вала.

Термическая и химико-термическая обработка валов [ править | править код ]

Коленчатые валы для увеличения прочности и износостойкости шеек подвергают термической, а иногда и химико-термической обработке: закалка ТВЧ, азотирование, закалка поверхностного слоя (стали регламентируемой прокаливаемости 55ПП, 60ПП). Получаемая твёрдость зависит от количества углерода (закалка ТВЧ, обычно не более 50..55 HRC), либо вида ХТО (азотирование даёт твёрдость 60 HRC и выше) [1] . Глубина закалённого слоя шеек позволяет обычно использовать 4-6 промежуточных ремонтных размеров шеек вала, азотированные валы не шлифуют. Вероятность задира шейки с ростом твёрдости значительно снижается.

При ремонте коленчатых валов используются также методы напыления, в том числе — плазменного. При этом твёрдость поверхностного слоя может повышаться даже выше заводских значений (для закалки ТВЧ), а заводские диаметры шеек восстанавливают до нулевого размера.

Неисправности [ править | править код ]

При эксплуатации из-за разных причин могут наблюдаться такие неисправности:

  • износ вала по коренным или шатунным шейкам;
  • изгиб;
  • разрушение вала [4] ;
  • износ посадочных поверхностей под маховик, сальник (сальники), переднюю шестерню.

При износе шеек выше допустимого или незначительном изгибе, устранимом перешлифовкой, коленчатый вал обрабатывают под следующий ремонтный размер. Однако при больших задирах (например, при выплавлении вкладышей с проворотом) иногда перешлифовывают «через размер», т.е. сразу на 2 размера. Все коренные шейки, а также все шатунные шлифуют в один размер – например, коренные могут быть 2-го ремонтного размера, а шатунные 3-го, в любой комбинации размеров. Коленчатые валы с подшипниками качения и азотированные перешлифовке не подлежат.

Однако руководства по армейскому полевому ремонту (двигатели боевых машин) обычно предписывают индивидуальный ремонт, поэтому шатунные/коренные шейки могут иметь разный диаметр после шлифовки, и даже не иметь стандартного ремонтного размера(!). Вкладыши при этом растачиваются парами, используются заготовки с минимальным внутренним диаметром. Плюсом является наивысшая скорость починки и унификация запчастей (вкладыши).

Разрушение вала происходит от усталостных трещин [4] , возникающих иногда из-за прижога галтелей при шлифовке. Трещины развиваются в некачественном материале (волосовины, неметаллические включения, флокены, отпускная хрупкость) либо при превышении расчётных величин крутильных колебаний (ошибки при проектировании, самостоятельная форсировка по числу оборотов дизеля). Возможна поломка по причине превышения числа оборотов, отказе демпфера, заклинивания поршня [5] . Сломанный вал ремонту не подлежит. При износе посадочных поверхностей могут применяться электрохимическая обработка, плазменная или электродуговая наплавка поверхностей, а также другие решения.

Требования к деталям кривошипно-шатунного механизма Д-245.12


Когда требуются ремонтные размеры коленвалов

Место перехода от коренной или шатунной шейки к щеке испытывает наибольшие нагрузки в конструкции коленвала, а потому износ в этом месте наиболее велик. По мере эксплуатации мотора на шейках появляются задиры и трещины, которые приводят к нарушению геометрии вала и должны быть устранены как можно скорее. Устраняются они шлифованием. Для того чтобы двигатель работал сбалансированно и без лишней вибрации, новые размеры коренных и шатунных шеек коленвала должны быть точно подогнаны к валу и друг другу. Делается это при помощи специальных вкладышей. Для удобства автомехаников диаметры шеек и толщина вкладышей были стандартизированы для каждой модели автомобиля.

Таким образом, ремонтные размеры требуются при каждой шлифовке коленвала. Определяются они в зависимости от метода обработки вала. В ходе производства каждый вал проходит несколько этапов закалки, повышающих прочность и износостойкость его поверхности. Чаще всего используется термическая обработка, но в ряде случаев для усиления прочности воздействие высоких и низких температур сочетают с химическим (закалка ТВЧ, азотирование, закалка поверхностного слоя). В результате достигается достаточная глубина закалённого слоя, чтобы шейки вала можно было шлифовать 4–6 раз без потери рабочих качеств вала.

Важно знать, что валы, закаленные методом азотирования, не подлежат шлифовке.

Конструкция коленвала:

  1. Коренная шейка — опорная часть вала. Находится в картере двигателя и опирается на коренной подшипник.
  2. Шатунная шейка соединяет вал с шатунами и одновременно обеспечивает поступление к ним смазки через специальные каналы.
  3. Щёки — детали, соединяющие коренные и шатунные шейки.
  4. Передняя выходная часть вала или носок — место крепления зубчатого колеса или шкива отбора мощности для привода ГРМ.
  5. Задняя выходная часть вала или хвостовик — место крепления маховика или шестернёй отбора мощности.
  6. Противовесы — конструктивно являются продолжением щек и снимают часть нагрузки с коренных подшипников.

Как узнать размеры коленвалов

Существуют специальные таблицы, где можно узнать размеры коленвалов для конкретной модели автомобиля или техники. Такие таблицы есть для всех видов транспортных и технических средств, на которых установлен двигатель внутреннего сгорания. Размеры вкладышей, имеющихся в продаже, соответствуют этим размерам.

Например, для Opel Kadett 1,3S стандартные размеры коренных шеек составляют 54,972–54,985 мм, при шлифовке на глубину 0,25 мм – 54,722 – 54,735 мм, при шлифовке на 0,5 мм – 54,472 – 54,485. Размеры шатунных шеек, соответственно, составляют 42,971 – 42,987 в стандартном (нулевом) варианте, 42,721 – 42,737 при шлифовке на 0,25 мм и 42,471 – 42,787 при глубине обработки 0,5 мм. Для автомобиля ВАЗ-2108 стандартный диаметр составит уже 50,779–50,819 мм, а ремонтных размеров предусмотрено четыре: 50,549–50,569, 50,229–50,319, 50,049–50,069 и 49,799–49,819.

Ремонт коленчатых валов

Шлифовка коленвала выполняется на вращающемся наждачным круге. В процессе работы вал поворачивают вокруг осей базирования то коренных, то шатунных шеек. Также необходимо следить за соблюдением межцентрового состояния и крайне бережно отнестись к сохранению форме галтелей, иначе ремонт может только ускорить разрушение коленчатого вала.

После шлифовки вал необходимо динамически отбалансировать в сборе с маховиком, чтобы избежать вибрации в отремонтированном двигателе. Однако на практике это условие редко выполняется, особенно при индивидуальном ремонте.

В некоторых случаях устранить повреждения шеек шлифованием невозможно. Тогда можно рассмотреть вариант наплавке или напыления (в том числе — плазменного) с последующим шлифованием под нулевой (номинальный) размер. В зависимости от наплавляемого материала прочность шейки может даже повыситься по сравнению с заводскими значениями. На финальной стадии обработки шейки полируют и подвергают финишированию до получения оптимальной степени шероховатости.

Важно учитывать, что размеры шеек одного типа обязательно должны совпадать. Разные типы же могут иметь разные диаметры. Например, коренные могут быть второго ремонтного размера, а шатунные – третьего. Исключение – ситуации полевого ремонта, при котором шейки могут вообще не иметь стандартного ремонтного размера.

Также необходимо отметить, что специфика нагрузок, приходящихся на коленвал, часто вызывает его поломку. Чаще всего это случается из-за увеличения зазоров с вкладышем, что влечет за собой ухудшение смазки. Сломанный коленвал не ремонтопригоден и подлежит замене.

Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов [ править | править код ]

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др [1] . Преимуществом стальных валов является наивысшая прочность, возможность получения высокой твёрдости шеек азотированием, чугунные валы – дешевле.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах, при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла и хорошее демпфирование крутильных колебаний, позволяющее часто отказаться от внешнего демпфера на переднем носке вала. В литых заготовках можно получить и ряд внутренних полостей при отливке [2] .

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования», особенно в автоматизированном производстве.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Масляные отверстия в коленвалах соединяют обычно соседние коренную и шатунную шейку, и выполняются сверлением. Отверстия в щёках при этом зачеканиваются либо закрываются пробками на резьбе.

Крупноразмерные коленчатые валы, такие как судовые, а также коленвалы двигателей с туннельным картером являются разборными, и соединяются на болтах. Коленвалы могут устанавливаться не только на подшипниках скольжения, но и на роликовых (шатунные и коренные), шариковых (коренные в маломощных моторах). В этих случаях и к точности изготовления, и к твёрдости предъявляются более высокие требования. Такие валы всегда изготовляют стальными.

Когда могут потребоваться ремонтные размеры коленвалов?

Прежде всего, давайте рассмотрим различные виды возникающих дефектов, а также причины их появления. Если нарушена геометрия посадочных мест под опорные подшипники блока, следует ожидать быстрого износа шеек. Иными словами, если наблюдается данный процесс, причина, скорее всего, именно та, что указана выше, либо в некачественном материале самого вала. Из-за некачественного масла или нерегулярной его замены на шейках могут появиться задиры, также источником данной неприятности может стать засорившийся масляный фильтр, либо, что совсем уже плохо – слабое давление в системе.

Что следует учитывать, изменяя размеры шеек коленвалов?

Шейки у коленчатого вала бывают двух типов – опорные и шатунные. Последние, как ясно из названия, предназначены для того, чтобы на колена передавались поступательные движения шатуна, преображаясь, таким образом, в крутящий момент. По сути, получается принцип колодезного ворота, точнее, его изогнутой ручки, по отношению к которой человеческое предплечье может считаться шатуном. В стандартном двигателе размеры шеек коленвалов соответствуют 47.8 миллиметрам. Логично, что и подшипники, и кольца шатунов также подогнаны под этот размер. Однако спортивный тип коленвалов является исключением, у него шейки имеют диаметр всего 43 миллиметра, а значит, он требует специальных вкладышей для подшипников и установку соответствующих шатунов.

Но вернемся к шейкам и их дефектам. При наличии таковых ремонт может осуществляться до 4 раз путем шлифовки, как уже было сказано выше. Соответственно, прежде чем изменять ремонтные размеры шеек коленчатых валов, внимательно замерьте деталь и выясните, до какой степени могут произойти ее изменения, после чего заранее приобретите вкладыши с новыми размерами. Определить степень износа можно по зазору между шейкой и подшипником, который, достигая 0.07-0.09 миллиметров, грозит снижением давления масла и шумами во время работы ДВС, а будучи менее 0. 03 миллиметра может стать причиной описанных выше задиров.

Ремонт шатунов

Шатуны большинства автотракторных двигателей изготавливают из сталей 45, 40Х, 40Г и др. Основные дефекты шатунов: изгиб и скручивание стержня; износ отверстия нижней головки шатуна, втулки и отверстия верхней головки под втулку; износ опорных поверхностей крышки под гайки шатунных болтов и др.

Шатуны выбраковывают при наличии трещин, обломов, аварийных изгибов. Кроме того, шатуны двигателей СМД-60, СМД- 64 и их модификаций выбраковывают, если смяты треугольные шлицы на опорных поверхностях разъема нижней головки.

Рис. Приспособление КИ-724 для проверки шатунов: а — установка шатуна на приспособление; б — установка стрелки индикаторов на ноль; в — устройство оправки: 1 — шатун с крышкой; 2 — призма с индикаторами; 3 — ограничитель; 4 — плита; 5 — зажимной палец; 6 — рукоятка; 7 — оправка; 8 — опорная поверхность оправки; 9 — зажимной винт ограничителя.

Изгиб и скрученность шатунов проверяют при помощи индикаторных и оптических приспособлений. В мастерских общего назначения для проверки шатунов используют приспособление КИ-724, которое является универсальным и позволяет контролировать шатуны двигателей разных марок. Перед проверкой в отверстие плиты 4 приспособления вставляют оправу 7. При этом опорная поверхность 8 оправки для нижней головки шатуна должна находиться вверху, а зажимной палец 5 — внизу. Шатун без втулки верхней головки закрепляют на оправке 7. В отверстие верхней головки шатуна предварительно вводят малую оправку приспособления. Установив призму 2 на малую оправку, перемещают шатун вместе с оправкой и призмой до тех пор, пока упор призмы не коснется поверхности плиты. В таком положении закрепляют оправку рукояткой 6. Затем снимают шатун с приспособления, а призму с индикатором устанавливают на оправку 7 и перемещают, пока упор призмы не коснется поверхности плиты и стрелка индикатора не повернется на 1,0-1,5 оборота. В этом положении стрелку верхнего индикатора устанавливают на ноль. Поворачивают призму на оправке так, чтобы измерительный стержень нижнего индикатора и второй упор соприкасались с плитой, и устанавливают на ноль стрелку другого индикатора.

Устанавливают шатун на оправке 7 так, чтобы его нижняя головка уперлась в ограничитель 3. Ставят призму на малую оправку верхней головки шатуна и подводят ее к плите. При касании упора призмы стрелка верхнего индикатора покажет величину изгиба в сотых долях миллиметра на длине 100 мм. Повернув призму другой стороной, нижним индикатором определяют величину скрученности шатуна.

Для шатунов дизелей всех марок изгиб не должен превышать 0,05 мм, а скрученность — 0,08 мм на длине 100 мм (расстояние между упором призмы и измерительным стержнем индикатора). Допустимый изгиб шатунов автомобильных двигателей 0,03 мм, допустимая скрученность 0,06 мм.

Шатуны, имеющие изгиб или скрученность, выходящие за допустимые значения, восстанавливают или выбраковывают. Допускается правка с подогревом стержня пламенем газовой горелки до температуры 450-500°С. Подогрев снимает внутренние напряжения в стержне шатуна, которые во время работы двигателя стремятся возвратить шатун в исходное (деформированное) состояние.

Износ отверстий нижней головки шатуна устраняют несколькими способами в зависимости от степени износа. Перед восстановлением проверяют опорные поверхности под головки шатунных болтов и гаек, а также плоскости разъема.

Опорные поверхности фрезеруют до выведения следов износа. Смятые или изношенные плоскости разъема фрезеруют или шлифуют до получения параллельности плоскостей с образующей отверстия. Непараллельность допускается не более 0,02 мм на всей длине плоскостей разъема.

Если слой металла, снятый шлифованием с плоскостей разъема крышки, не превышает 0,3 мм, а с плоскостей разъема шатуна 0,2 мм для дизелей и соответственно 0,4 и 0,3 мм для карбюраторных двигателей, то шатун собирают, затягивают гайки с нормальным усилием затяжки и растачивают, а затем шлифуют до номинального размера.

Если отверстия под вкладыши в шатунах изношены настолько, что с плоскостей разъема требуется снимать слой металла больший, чем указано выше, то отверстия восстанавливают наращиванием слоя металла (железнение, газопламенное напыление и др. ) с последующей обработкой под номинальный размер.

Газотермическое напыление коренных шеек коленчатого вала ЯМЗ 238. Роботизированный комплекс

Изношенное отверстие под втулку в верхней головке шатуна растачивают или развертывают до выведения следов износа и запрессовывают втулку увеличенного размера по наружному диаметру. Отверстие под втулку растачивают на станке УРБ-ВП-М или на токарном станке с помощью специального приспособления. После расточки втулку раскатывают роликовыми раскатниками на тех же станках. При растачивании оставляют припуск на раскатку 0,04-0,06 мм. Процесс раскатки уменьшает шероховатость поверхности и увеличивает прочность посадки втулки на 70—80%.

Изношенные втулки верхней головки шатуна восстанавливают обжатием с последующим наращиванием наружной поверхности меднением, осадкой в шатуне, термодиффузионным цинкованием с последующей механической обработкой.

Какие бывают ремонтные размеры шеек коленчатого вала?

Собравшись отшлифовать шейки вала, позаботьтесь заранее о вкладках, при первом ремонте их можно использовать с уменьшением на 0. 25 миллиметров. При необходимости последующие ремонтные размеры шеек коленчатого вала могут быть изменены на 0.5, 0.75 и 1 миллиметр, соответствующие должны быть приобретены и вкладыши. Последующие шлифовки связаны с прямым риском разрушения вала прямо в процессе работы, по этой причине размеры вкладышей 1.25 и 1.5 найти крайне сложно.

В процессе ремонтных работ первыми следует шлифовать шейки основания, а уже во вторую очередь – шатунные.

Подготовка к ремонту заключается в очистке детали, снятии противовесов, а при необходимости и в правке вала с выставлением балансировки центральной оси, чтобы получить затем ремонтные размеры шеек коленчатых валов без каких-либо огрехов. Очень важно проверить вал на изгиб оси, с тем, чтобы своевременно выровнять. Биение не должно превышать на центральной шейке 0.05 миллиметра. Помимо прочего, перед шлифовкой следует углубить фаски на кромках масляных кольцевых выемок, добившись ширины от 0.8 до 1.2 миллиметра. Делать это лучше всего конусообразной абразивной насадкой на дрель с углом 60-90 градусов. И, если есть возможность купить новый вал, сделайте это вместо ремонта старого.

Требования к деталям кривошипно-шатунного механизма Д-245.12

Основными деталями кривошипно-шатунного механизма являются: коленчатый вал 5, поршни 11 с поршневыми кольцами и пальцами, шатуны 8, коренные и шатунные подшипники, маховик 15

Коленчатый вал — стальной, имеет пять коренных и четыре шатунные шейки.

В шатунных шейках коленчатого вала имеются полости для дополнительной центробежной очистки масла.

Полости шеек закрыты резьбовыми заглушками.

Осевое усилие коленчатого вала воспринимается четырьмя полукольцами 14 из алюминиевого сплава, установленными в расточках блока цилиндров и крышки пятого коренного подшипника.

Для уменьшения нагрузок на подшипники от сил инерции на первой, четвертой, пятой и восьмой щеках коленчатого вала устанавливаются противовесы 7.

Впереди и сзади коленчатый вал уплотняется манжетами.

На передний конец вала устанавливаются шестерня 4 привода газораспределения, шестерня 3 привода масляного насоса, шкив 2 привода жидкостного насоса и генератора.

На задний фланец вала крепится маховик 15.

Коленчатый вал может изготавливаться и устанавливаться на дизель двух производственных размеров (номиналов).

Коленчатый вал, шатунные или коренные шейки которого изготовлены по размеру второго номинала, имеет на первой щеке дополнительную маркировку.

Определение биения шеек коленчатого вала и замер их диаметра показан на рис. 2 и 3.

Поршень изготавливается из алюминиевого сплава. В днище поршня находится камера сгорания.

В верхней части поршень имеет четыре канавки (С 1999г.

На дизель могут быть установлены поршни с тремя канавками под кольца, то есть с двумя компрессионными кольцами) — в первые три устанавливаются компрессионные кольца, в четвертую — маслосъемное кольцо.

Поршень под верхнее компрессионное кольцо трапецеидальной формы имеет вставку из специального чугуна.

В бобышках поршня расточены отверстия под поршневой палец.

Поршни по наружному диаметру юбки сортируются на три размерные группы (Б, С, М).

Маркировка группы наносится на днище поршня.

При установке на дизель гильзы и поршни должны быть одной размерной группы.

Поршневые кольца

изготовлены из чугуна.

Верхнее компрессионное кольцо выполнено из высокопрочного чугуна, хромированное, в сечении имеет форму равнобокой трапеции и устанавливается в канавке любой стороной.

Второе и третье компрессионные кольца — конусные, на торцовой поверхности у замка имеют маркировку верх.

Маслосъемное кольцо коробчатого типа со спиральным стальным расширителем.

Поршневой палец — полый, изготовлен из хромоникелевой стали.

Осевое перемещение пальца в бобышках поршня ограничивается стопорными кольцами.

Шатун

— стальной, двутаврового сечения.

В верхнюю головку его запрессована втулка.

Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулке имеются отверстия.

Расточка постели в нижней головке шатуна под вкладыши производится в сборе с крышкой. Поэтому замена крышек шатуна не допускается.

Шатун и крышка имеют одинаковые номера, нанесенные на их поверхностях.

Кроме того, шатуны имеют весовые группы по массе верхней и нижней головок.

Обозначение группы по массе наносится на торцовой поверхности верхней головки шатуна.

На дизеле должны быть установлены шатуны одной группы.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала — сталеалюминевые.

На дизелях используются вкладыши коренных и шатунных подшипников двух размеров в соответствии с номиналом шеек коленчатого вала.

Для ремонта дизеля предусмотрены также четыре ремонтных размера вкладышей.

Маховик

изготовлен из чугуна, крепится к фланцу коленчатого вала болтами.

На маховик напрессован стальной зубчатый венец.

Поршни одного комплекта на дизеле должны быть одной размерной группы, соответствующей размерной группе гильз цилиндров.

Разность массы поршней одного комплекта не должна превышать 10 г.

Разность масс шатунов в сборе с поршнями не должна превышать 30 г.

Некруглость и допуск профиля продольного сечения отверстия втулки верхней головки шатуна — 0,005 мм.

При запрессовке втулки должно быть обеспечено ее симметричное расположение относительно средней плоскости шатуна.

После растачивания поверхность отверстия втулки верхней головки не должна иметь рисок и задиров, шероховатость обработанной поверхности должна быть Ra≤0,63 мкм.

На верхней поверхности втулки допускается одна спиральная или радиальная риска шириной не более 0,1 мм.

На поверхности шатунного болта трещины и риски не допускаются.

Резьба болта должна быть чистой, без забоин и заусенцев.

На поверхности поршневого пальца не должно быть рисок, забоин и трещин.

Разность массы пальцев, устанавливаемых на один дизель, не должна превышать 10 г.

Не смазанный маслом палец должен легко от усилия руки проворачиваться в шатуне, не иметь поперечного качания и не выпадать из шатуна под действием собственной массы (рис. 4).

Вкладыши шатунных подшипников должны быть подобраны в соответствии с размерами шеек коленчатого вала.

Вкладыши должны сидеть в постелях шатунов и крышек с натягом от 0,22 до 0,08 мм.

Радиальный зазор (просвет) между поршневым кольцом и контрольным калибром 70-8618- 3515 (рис. 5) для верхнего компрессионного кольца не должен превышать 0,02 мм не более чем на 10 % поверхности и не ближе 20° от замка; а для маслосъемных колец — овальность должна быть в пределах 0,15.0,65 мм.

Зазор в стыке колец должен быть в переделах 0,3…0,6 мм, причем подгонка этого зазора не допускается.

Предел прочности колец при изгибе кольца — не менее 441 Нм.

Коленчатый вал.

Правка валов в процессе механической обработки и после закалки ТВЧ не допускается.

Допускается правка только после накатки галтелей. Стрела прогиба вала во время правки должна быть не более 1 мм.

При шлифовании шатунных шеек необходимо сохранять первоначальные радиусы кривошипа (62,5±0,04 мм) и галтелей (4+0,3мм).

Шероховатость обработанных поверхностей шатунных и коренных шеек должна соответствовать Ra≤0,32 мкм.

Некруглость и допуск профиля продольного сечения шатунных и коренных шеек —0,01 мм.

Твердость поверхностей шеек после шлифования должна быть не менее 46 HRCэ.

Закалка галтелей не допускается.

После перешлифовки на ремонтный размер биение средней коренной шейки относительно крайних не должно превышать 0,07 мм (для нового вала — 0,03 мм).

Отклонение от параллельности образующих поверхностей шатунных шеек относительно оси вала, установленного на крайние коренные шейки, не должно превышать 0,03 мм на длине 100 мм.

Смещение всех шатунных шеек относительно диаметральной плоскости 3-й коренной и 3-й шатунной шеек (развал шеек) после перешлифовки не должно превышать 0,3 мм.

Биение цилиндрической и торцовой поверхностей фланца крепления маховика на крайних точках относительно поверхностей крайних коренных шеек допускается до 0,05 мм (для нового вала — не более 0,03 мм).

Трубки должны быть плотно запрессованы в шатунные шейки коленчатого вала; люфт трубок не допускается.

Края развальцованных трубок должны утопать относительно поверхности шеек на 1.3 мм.

Заглушки должны утопать в резьбе не менее чем на 2 мм и быть законтрены.

Шестерня коленчатого вала должна быть напрессована меткой наружу до упора в торец коренной шейки вала.

Коленчатый вал должен быть динамически отбалансирован снятием металла с периферии любых щек.

Остаточный дисбаланс — не более 900 г-мм на каждом конце вала.

Коленчатый вал в сборе с противовесами надо балансировать динамически.

Массу следует корректировать сверлением, в противовесах в радиальном направлении отверстий диаметром 10 мм на глубину не более 25 мм.

Остаточный дисбаланс — не более 650 г/мм на каждом конце вала. Коленчатые валы после окончательной обработки необходимо проверить с помощью магнитного дефектоскопа на отсутствие поверхностных дефектов.

После проверки валы должны быть размагничены.

Маховик в сборе.

Трещины и выкрашивание рабочей поверхности зубьев венца маховика не допускаются.

Уменьшение длины зубьев венца (без длины фаски) допускается до 16 мм (длина зубьев нового венца — 18 мм).

Износ зубьев венца маховика допускается до толщины 3,2 мм, при высоте установки штангензубомера 2,4 мм (толщина зуба нового венца соответствует 4,73 мм).

Венец маховика перед напрессовкой необходимо нагреть до температуры 195. .200°С.

Посадочные места маховика и венца не должны иметь забоин и заусенцев.

Допускается зазор в сопряжении между торцовой поверхностью венца и маховика не более 0,5мм В одном месте на дуге не более 60°.

Маховик с венцом надо балансировать динамически в сборе с предварительно уравновешенным коленчатым валом путем сверления радиальных отверстий.

Остаточный дисбаланс на каждом конце вала — не более 350 г/мм.

После балансировки обезличивание деталей не допускается.

Если необходимо заменить передний подшипник первичного вала коробки передач, то перед снятием маховика с вала его следует выпрессовать с помощью винтового съемника мод. И 803.16.000 (рис. 6,а) или, сняв маховик, выпрессовать подшипник с помощью ударного съемника мод. 2476 (рис. 6,б).

Установив захваты на торцы колец подшипника, их раздвигают резьбовым упором 3, а затем, при ударе груза в упор вала 5, выпрессовывают подшипник.

Поверхность маховика, сопряженная с поверхностью ведомого диска сцепления, шлифуется.

Шероховатость поверхности должна быть не ниже Ra≤1,0.

Определение износа шатунных и рамовых шеек и устранение поверхностных дефектов.

Определение износа шатунных и рамовых шеек и устранение поверхностных дефектов.

К характерным дефектам коленчатого вала дизеля относят:

— изнашивание шатунных и рамовых шеек с образованием овальности и конусообразности;

— прогиб вала вследствие неравномерности изнашивания рамовых подшипников;

— царапины, риски, задиры на поверхности шеек в результате попадания в масло твёрдых частиц или из-за подплавления подшипников.

Рамовые и шатунные шейки коленчатого вала подвергаются нормальному физическому изнашиванию, которое сопровождается изменением их формы поверхности и профиля продольного сечения.

К изменению формы поверхности шейки относят некруглость, овальность (эллиптичность) и огранку. К изменению профиля продольного сечения шейки — конусообразность, бочкообразность, корсетность и изогнутость.

По результатам измерения определяют овальность и конусообразность шеек и делают заключение о величине и характере износа шеек после сравнения их с предельно допускаемыми износами.

Для определения величины изменения формы поверхности и профиля продольного сечения шатунных шеек их измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, вертикальной и горизонтальной, и в трёх поперечных сечениях по длине шейки (нос — середина, корма). Два крайних пояса измерений (нос, корма) располагаются на расстоянии 0,4 L от середины шейки (L — длина шейки).

Схема измерений шатунных и рамовых шеек:

Если коленчатый вал демонтирован (приподнят), рамовые шейки измеряют так же, как и шатунные шейки. Если коленчатый вал не демонтирован, шейки измеряют специальной микрометрической скобой, которую «заводят» между рамовой шейкой и фундаментной рамой после демонтажа нижнего вкладыша рамового подшипника. После измерения рамовой шейки вкладыш устанавливают на место.

Вертикальной плоскостью измерения рамовой и шатунной шеек считают плоскость, проходящую через ось рамовых шеек и ось шатунной шейки, когда кривошип шатунной шейки расположен в верхней мертвой точке (ВМТ), или в нижней мертвой точке (НМТ), а горизонтальной плоскостью — когда кривошип шатунной шейки расположен на левом или правом бортах (ЛБ или ПБ).

При измерении шатунной шейки в вертикальной плоскости кривошип шейки устанавливают в ВМТ или НМТ. При измерении любой рамовой шейки в вертикальной плоскости кривошип первого цилиндра также устанавливают в ВМТ или НМТ. Такая схема измерения позволяет правильно установить форму износа шеек и направление большей оси овала.

При совпадении маслоподводящих отверстий с местом установки микрометрической скобы её необходимо сдвинуть вперед или назад от смазочного отверстия.

Пример заполнения таблицы и определения величины износа шеек на овальность и конусообразность приведены в таблице:

Пример измерения шатунных шеек дизеля 4ЧРН 32/48, мм:

Овальность определяют как разность диаметров в одном сечении:

Конусообразность — как разность диаметров в одной плоскости:

Сопоставив полученные значения овальности и кону сообразности шеек с предельно допускаемыми значениями, делают заключение об их состоянии и пригодности коленчатого вала к дальнейшей его эксплуатации. оси шатунной шейки относительно оси коленчатого вала.

В последнее время в судоремонте для проверки непараллельности оси шатунной шейки коленчатого вала применяют прибор квадрант, используемый в геофизике.

Эту проверку выполняют на станке или в судовых условиях при дефектоскопии коленчатого вала. Прибор закрепляют на призму и устанавливают на рамовую шейку. Фиксируют положение её горизонталь ной оси, а затем прибор переносят на шатунную шейку, установленную в ВМТ или НМТ. Прибор покажет величину отклонения оси шатунной шейки относительно рамовой шейки, если непараллельность существует. Отклонение непараллельное™ должно быть не более 0,02 мм/м.

При установке кривошипа в ВМТ или НМТ получаем пересечение осей, а при установке на ПБ или ЛБ — скрещивание осей. Коленчатые валы с трещинами заменяют.

Дефекты рамовых и шатунных шеек коленчатых валов (овальность, конусообразность) устраняют механической обработкой в заводских условиях на токарно-винторезных станках. В случае протачивания рамовых шеек, вал устанавливают на станке в таком положении, при котором его ось совмещается с осью станка. Для этого один конец вала крепят в патроне станка, другой устанавливают на люнет у задней бабки. Под средние шейки подводят промежуточные люнеты (для коленчатого вала шестицилиндрового дизеля устанавливают, как правило, два люнета). С помощью кулачков патрона и люнета у задней бабки совмещают оси крайних рамовых шеек с осью станка. Промежуточными люнетами добиваются совмещения осей средних рамовых шеек с осью станка. Контроль установки люнетов ведётся по раскепам коленчатого вала, который должен быть в пределах 0,02-0,03 мм. Рамовые шейки протачивают последовательно начиная с шейки расположенной у патрона станка. После протачивания измеряют биение шеек и, если оно не превышает 0,02-0,03 мм, их шлифуют. Для шлифования применяют шлифовальную машинку, которую закрепляют на суппорте станка.

Шатунные шейки средних и крупных коленчатых валов протачивают с помощью специальной резцовой головки, которую устанавливают на направляющие каретки суппорта станка и центруют её по соответствующей шатунной шейки. После протачивапия шейки её шлифуют шлифовальной машинкой.

Шатунные шейки небольших коленчатых валов протачивают с помощью центросместителей. Концы коленчатого вала в этом случае вставляют в специальные оправки — центросместители, которые позволяют совместить осевую линию соответствующей шатунной шейки с осью станка.

Деформацию коленчатого вала устраняют механической, термической или термомеханической правкой.

Следующее Предыдущее Главная страница

Подписаться на: Комментарии к сообщению ( Atom )

Коленчатый вал: как будем ремонтировать? ч. 2 / Ремонт двигателей

В предыдущей статье мы рассмотрели подготовительный этап работы, предшествующий шлифовке коленчатого вала. Он включает в себя проверку шлифовального станка и вала. Только после этих операций можно приступить к шлифовке.

На первый взгляд может показаться, что шлифовка коленчатого вала больших трудностей не представляет — был бы только станок. К сожалению, такого, мягко говоря, упрощенного взгляда придерживаются не только механики-мотористы, но некоторая часть шлифовщиков. И ведет это к ошибкам при ремонте, а то и просто к преднамеренной халтуре. В результате чего и появляются неизвестно где, кем и как отремонтированные коленвалы и двигатели, которые «не ходят».

Между тем шлифовка коленвала — процесс тонкий, требует аккуратности, опыта и знания не только технологии обработки, но и условий работы вала в моторе, а также умения «чувствовать» металл. В общем, работа мастера, шлифующего иной «сложный» коленчатый вал, — не только ремесло, но и искусство. И уж никак не рутинный поточный процесс, когда о качестве должен думать кто-то другой и лишь в самую последнюю очередь, когда заказчик предъявляет претензии.

С чего все-таки начнем?

Шлифовать коленчатый вал начнем…нет, сначала думать надо. Потому как первый вопрос возникает сам собой: какие шейки шлифовать в первую очередь — шатунные или коренные?

Быть может, кому-то покажется странным, но этот вопрос имеет принципиальное значение. Дело в том, что слабое место любого коленчатого вала — это шатунные шейки, включая галтели («переходы» от шейки к щекам-противовесам). Так вот, после шлифования шатунных шеек внутренние напряжения в их поверхностном слое могут резко изменять свое значение. А это, очевидно, явится причиной деформации всего вала. И если коренные шейки «сделаны» раньше шатунных, то вал в той или иной степени «поведет» — ось коренных шеек изогнется, а сами шейки получат взаимное биение, причем далеко не всегда деформация и биение будут малыми.

Наиболее подвержены деформации «нежесткие» валы — с шатунными шейками малого диаметра, не имеющие «полных» (с двух сторон шатунной шейки) противовесов. Такие валы установлены в ряде двигателей Volvo, Chrysler, Mercedes, Lincoln, а также многих японских фирм. Попытки шлифовать такие валы «наоборот» (сначала коренные, затем — шатунные шейки) часто заканчиваются неудачей — не только повышенным биением, но и эллипсностью шеек.

Однако не всегда начинать шлифовать вал надо с шатунных шеек. При шлифовке шатунных шеек вал устанавливается в патронах станка. Но если поверхности вала, зажимаемые кулачками, некондиционные (к примеру, хвостовик вала восстановлен наваркой металла), то вначале потребуется шлифовка этих поверхностей, и лишь затем — шатунных шеек. В противном случае будет «потеряна» база, от которой шлифуют шатунные шейки, и они окажутся непараллельны коренным.

Еще одна проблема, которую нередко упускают из виду, а чаще просто игнорируют некоторые шлифовщики, — это радиус галтелей шеек. На практике известно немало случаев, когда коленчатые валы с подрезанными галтелями ломались в результате значительного снижения прочности (концентрации напряжений в подрезанных галтелях).

Исключить подрез можно, если «заправить» на краях шлифловального круга радиусы, соответствующие радиусам галтелей. Такая операция необходима для тех валов, у которых на краях шеек нет канавок для выхода шлифовального круга. Но и там, где такие канавки есть, аккуратность тоже не помешает.

Анализ излома разрушенных коленчатых валов показывает, что трещина обычно начинает развиваться от места перехода шлифованной поверхности к не тронутой шлифовальным кругом. А такое место обычно и приходится на галтель, приобретающую после неквалифицированного ремонта вала неправильную форму. Особенно опасна недооценка получающейся при ремонте формы галтелей для коленчатых валов современных высокофорсированных двигателей.

Осторожно, шатунные шейки!

Если подготовка к работе завершена, можно приступать к шлифованию шатунных шеек. Для этого вал устанавливается в патроны станка так, чтобы его ось вращения проходила через одну из шатунных шеек.

Но шлифовать пока все равно рано. Посмотрите: смещенный вал, вращаясь вокруг оси одной из шатунных шеек, явно несбалансирован. Такой большой дисбаланс при вращении обязательно приведет к деформации самого вала и элементов станка, в результате чего качество шлифовки резко снизится — исказится форма шейки (появится эллипс), ее ось окажется непараллельной оси коренных шеек.

Исключить или, по крайней мере, значительно уменьшить дисбаланс вала позволяют специальные грузы, закрепляемые на планшайбах напротив патронов станка. Масса и расположение балансировочных грузов подбирается в зависимости от массы вала и радиуса кривошипа.

Все? Еще нет. Теперь надо точно выверить положение вала, чтобы ось его вращения совпала с осью обрабатываемой шейки. Это нетрудно сделать с помощью стойки с индикатором. Правда, только для малоизношенных шеек — в случае сильного задира шейка приобретает неправильную форму, и точная установка вала может потребовать заметно большего времени.

После такой выверки многие шлифовщики и начинают собственно шлифовку шейки. И — пропускают один весьма важный момент. Дело в том, что большинство коленчатых валов (к примеру, 4-х и 6-цилиндровых двигателей) имеют «парные» шатунные шейки, лежащие на одной оси. Если при шлифовке учесть и это условие, то выверка вала на предмет совпадения осей парных шеек в станке сильно усложнится. Но вполне оправдает себя — после шлифовки будет достигнуто наивысшее качество ремонта.

Добиваться совпадения осей «парных» шеек целесообразно не только из чисто геометрических соображений: совпадение осей — это и одинаковый угол опережения зажигания, и такой же ход поршня во всех цилиндрах.

Однако на практике обеспечить это условие удается далеко не всегда — некоторые валы после длительной эксплуатации оказываются «скрученными», т.е. их шатунные шейки получают слишком большое угловое смещение и уже не «попадают» в одну ось даже при шлифовке через ремонтный размер. Отметим, что ошибка при наладке станка, при которой патроны получаются несоосны, тоже не позволит шлифовать «парные» шейки в одной оси.

Итак, только теперь можем начинать шлифовку. Включаем вращение вала, подачу СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости), подводим шлифовальный круг до касания шейки. Далее следует сделать подачу в пределах 0,05 мм «на врезание», короткую остановку и снова подачу. И так до заданного размера шейки, разумеется, с промежуточным контролем получающегося размера.

«Нежесткие» валы требуют при шлифовке еще более осторожного обращения. К примеру, подачу на врезание следует ограничить величиной 0,03 мм, а перерыв между подачами увеличить (сделать так называемое «выхаживание») — в противном случае шейка окажется с недопустимой эллипсностью (более 0,01 мм).

В общем случае ширина шлифовального круга всегда меньше ширины шейки. Чтобы обеспечить обработку шейки по всей ширине, ее надо, как говорят шлифовщики, «разогнать», т.е. подать круг по оси шейки до легкого касания щек. Эта операция должна выполняться с максимальной осторожностью — при врезании в щеки (противовесы) вал начинает вибрировать, что может привести к появлению глубокой «огранки» на поверхности шейки. Для «нежестких» валов это критично, поскольку появившуюся огранку практически не удается исправить, даже имея припуск в 0,1 мм.

А теперь — коренные!

Главный вопрос, который необходимо решить перед шлифовкой коренных шеек, — каким способом закреплять (устанавливать) вал в станке.

Многолетняя практика шлифования коленчатых валов большого числа различных двигателей позволяет указать оптимальный способ установки вала. Но прежде рассмотрим варианты.

Некоторые шлифовщики зажимают вал в патронах точно так же, как и при шлифовке шатунных шеек, только патроны сводят к оси вращения планшайб станка. Считается, что при хорошей выверке положения вала по минимальному биению хвостовика (или 1-й коренной шейки) и поверхности заднего сальника (или последней коренной шейки) шейки можно шлифовать и таким способом.

В действительности есть ряд причин, по которым так устанавливать вал нельзя. Главное, что в первую очередь характерно для «нежестких» валов — это деформация вала при сжатии его в кулачках патронов.

Еще один неприятный момент — планшайбы при смещении патронов к центру невозможно сбалансировать. А тогда вал и элементы станка при вращении будут деформироваться, в результате чего коренные шейки окажутся некруглыми. И, наконец, зажимая вал за хвостовик и поверхность заднего сальника, очень трудно контролировать биение этих поверхностей (коренные шейки могут иметь свое биение, если когда-то вал был неправильно отремонтирован).

Правда, описанный способ проще: он не требует демонтажа планшайб с патронами (это не слишком приятная и легкая процедура), но такое «слабое» его преимущество меркнет перед серьезными недостатками.

Редко, но встречается и такой способ установки: хвостовик — в центр передней бабки станка, а поверхность заднего сальника — в патрон. Или, наоборот, центр ставят в заднюю бабку. Но суть от этого не меняется, поскольку все недостатки останутся, ну, может быть, их негативное влияние на качество шлифовки будет чуть меньше.

Свободен от указанных недостатков только один способ — установка вала в центрах. При этом задний центр должен обязательно быть неподвижен (он фиксируется с помощью стопора), иначе из-за проскальзывания в центровой фаске вал будет вращаться неравномерно, и шейки после шлифовки опять получатся некруглыми.

Шлифовка в центрах, очевидно, предполагает, что планшайбы с патронами необходимо заменять на центры. Поскольку это требует времени, во многих мастерских для ремонта коленчатых валов используют два станка — один только для шатунных шеек (с планшайбами и патронами), другой — только для коренных (с центрами). Тем самым экономится время.

Очень важно, чтобы усилие сжатия вала центрами было минимальным, в противном случае вал в станке деформируется. Если затем коренные шейки прошлифовать, то после снятия со станка вал разогнется и сразу окажется кривым.

Разумеется, при установке вала в центрах необходимо контролировать биение различных поверхностей (хвостовик, шейки, задний сальник). Повышенное биение может свидетельствовать не только о необходимости правки центровых фасок, но и о повреждении или износе посадочной поверхности центров в станке.

Отметим также, что для задней части вала нередко приходится использовать различные центры, в том числе укороченные, причем перед установкой вала в станок требуется выпрессовывать подшипник опоры первичного вала КПП, чтобы он не мешал центру (для этого применяются специальные цанги с обратным молотком). Кроме того, очень важна правильная геометрия центровых фасок вала — попытки некоторых шлифовщиков поправить фаски вручную с помощью шабера (такое встречается) обычно дают повышенную эллипсность коренных шеек.

Сама шлифовка коренных шеек выполняется аналогично шатунным. Начинают обычно с шеек, имеющих максимальный износ (средняя или первая), чтобы сразу определить, в какой ремонтный размер выйдут коренные шейки. При этом не следует забывать про торцевые поверхности упорного подшипника — у некоторых двигателей с фланцевым коренным вкладышем ремонтное уменьшение коренных шеек сопровождается одновременным увеличением ширины между фланцами, что требует расшлифовки соответствующих поверхностей на валу.

В заключительной стадии работы неплохо чуть тронуть поверхность переднего и заднего сальников — это повысит надежность уплотнений вала. И, конечно же, необходимо тщательно проконтролировать всю геометрию вала — без выходного контроля работа не может считаться законченной.

Только шлифовка?

Если правильно и аккуратно выполнить все операции по шлифовке коленчатого вала, то реально добиться 0,003 мм эллипсности, конусности и взаимного биения шеек, что будет даже лучше, чем у нового вала. Однако блестящие «свежешлифованные» поверхности шеек не должны вводить в заблуждение грамотного механика-моториста — микропрофиль шлифованной поверхности вала весьма далек от идеала. Дело в том, что острые выступы микронеровностей способны некоторое время в начальный период эксплуатации двигателя изнашивать вкладыши, одновременно загрязняя систему смазки продуктами износа (масло будет быстро приобретать характерный серый цвет). Кроме того, что не менее неприятно, острые, с микрозаусенцами, края смазочных отверстий необратимо повреждают вкладыши, оставляя на них характерные борозды. Да и галтели с недопустимо грубой после шлифовки поверхностью — верный путь к усталостному разрушению вала.

Устранить микронеровности и загладить острые края смазочных отверстий нетрудно — необходима доводка шеек вала после шлифовки.

Существует два основных способа доводки шеек — суперфинишная обработка и полировка. Первый способ дает более качественную поверхность, но сложен, требует специального оборудования и чаще применяется в массовом производстве.

В ремонте доступнее и проще полировка. Ее делают вручную в несколько переходов — вначале с помощью мелкозернистой наждачной бумаги, вставляемой в специальные клещи-захваты, затем — абразивной пастой. При съеме не более 0,001 мм полировка позволяет практически полностью убрать микронеровности. Что, кстати, нетрудно проверить — достаточно провести по шейке медным предметом до и после полировки: в последнем случае на шейке не остается следа, даже если она выглядит не такой блестящей и красивой.

И еще…

Иногда шейки вала «не проходят» в ближайший ремонтный размер — слишком велик их износ. В результате приходится значительно — до 0,75-1,0 мм (зависит от наличия соответствующих ремонтных вкладышей) занижать размер шейки.

Несмотря на опасения некоторых механиков о якобы срезаемом «твердом слое» и низком ресурсе отремонтированного вала, никаких неприятностей не наблюдаeтся. С одной стороны, валы после стандартной закалки токами высокой частоты (ТВЧ) имеют глубину упрочненного слоя до 1,0 мм. С другой — практика показала, что для надежной и долговечной работы вала более важна его геометрия и геометрия сопряженных деталей. А это зависит от квалификации механика-моториста, от точности шлифовального станка, на котором ремонтировали вал, но главное — от опыта и умения специалиста-шлифовщика, без которого рассчитывать на успешный ремонт коленчатого вала по меньшей мере наивно.

Error

Sorry, the requested file could not be found

More information about this error

Jump to… Jump to…Новостной форумВстречи с АТб-18А2Встреча с АВСб-18Z1,2Лекции по дисциплинеhttps://meet.google.com/art-hjtd-cgjМатериалы по дисциплинеЗадание №1Ответы на задание №1 (Внешние световые приборы)Задание №2Ответы на задание №2 (рулевое управление)Задание №3Ответы на задание №3 (Определение токсичности отработавших газов)Задание №4Ответы на задание №4 (Определение шумности выхлопа)Итоговый тест по дисциплинеВстреча с АВСб-18Z 16. 03.2022Ссылка на встречи АТб-17А2МУ Диагн сист впрыскаВопросы к экзам по СИСТ ПИТ и УПРМУ по выполнению контрольной работыСписок АВСб18Z1Список АВСб18Z2Выполненная КРПракт №1 ОСПУАД (Бенз)Ответы на задание №1Практ №2 ОСПУАД (Диз)Ответы на задание №2Практ №3 ОСПУАД (Газ)Ответы на задание №3Итоговый тест по дисциплинеЗадание №1Отправка задания «Практика АТб-19″Материалы по практикеЗадание №2 до 20.04.20Ответы на задание №2Задание №3 до 04.05.20Ответы на задание №3Задание №4Ответы на задание №4Расписание занятий АТб-19А1Задание для отчета по учебной практике 1 курсОтчеты по практикеРАсписание на летнюю (соср) уч практикуВласов Тех обсл и ремонт а/мЗадание на уч. практику 2 (Летняя)Отчеты по учебной практике 2 (Летняя)Задание для отчёта по прктике АТб-19А1Материалы по практикеОтчеты по учебной практике №3Задание по практике№1Отправка задания «Практика АТб-18″Ответы на задание №2Задание №2 до 16.04.20Материалы по практикеЗадание №3 до 30.04.20Ответы на задание №3Задание №4 до 14.05.20Ответы на задание №4Расписание занятий АТб18А1Расписание занятий АТб18А2Задание №5 до 29. 05.20Ответы на задание №5Задание для отчёта по прктике АТб-18А1Задание для отчёта по прктике АТб-18А2Отчёты по практикеЗадание АТб-17А2Отправка задания «СТВДА»Лекции и материалы СТВДАЗадание СТВДА по теме №3 до 15.04.20Ответы на задание по теме №3Расписание занятий АТб17А2Задание СТВДА по теме №4 на 29.04.20Ответы на задание по теме №4Задание СТВДА по теме №5 на 13.05.20Ответы на задание по теме №5Встреча с АТб-19А1 15.11.21Лекция — Неисправности стартеровЛекции и материалы ЭиЭСАЗадание для АТб-19А1 на 01.11.21Задание для АТб-19А1 на 01.11.21Задание №1Отправка вопросов по ЭОАОтветы на задание №2Задание №2Расписание занятий АТб17А2Задание №3Задание №4 до 06.05.20Ответы на задание №4Вопросы к экз по ЭиЭСАВстреча с АТб-18Z1,2 16.03.2022 в 17:05Диагностирование системы впрыска топлива с электронным управлением: Методические указания по выполнению лабораторной работыУстройство, функционирование и диагностирование электронной системы управления бензинового двигателя. Учебное пособиеЯковлев В. Ф. Диагностика электронных систем автомобиля. Учебное пособие (2003)Лекция 1. Общие сведения об электронных системах управления двигателемЛекция 2. Датчики электронных систем управления двигателемЛекция 3. Исполнительные элементы системы управления бензинового двигателяИсполнительные элементы системы управления бензинового двигателя. Часть 1Исполнительные элементы системы управления бензинового двигателя. Часть 2Исполнительные элементы системы управления бензинового двигателя. Часть 3Практическое занятие 1. Исследование характеристик датчиков электронной системы управления ДВСПрактическое занятие 2. Исследование функционирования электронной системы управления ДВСПрактическое занятие 3. Исследование влияния неисправностей элементов электронной системы управления ДВСЛабораторная работа №1Лабораторная работа №2Лабораторная работа №3Лабораторная работа №4Лабораторная работа №5Лабораторная работа №6Лабораторная работа №7Лабораторная работа №8Отправка лабораторных работВопросы к зачету по дисциплинеЗадание для контрольной работыОтправка контрольной работыПерезачет по дисциплинеСписок АТб18Z1Список АТб18Z2Итоговый тест по дисциплинеМатериалы по дисциплинеКР Сист упрОтправка КР по ДЭСАВопросы к зачету по дисциплине ДЭСАЗадание для АТб-17Z1-3Ссылка на встречи в период сессии (с 17. 03.21)Задание на практ работу №1Выполненные задания по практической работе №1Задание на практ работу №2Выполненные задания по практической работе №2Задание на лабор работуОтчеты по лабор работеИтоговый тест по дисциплинеДля АТб-17А2 https://meet.google.com/vzc-kyyj-rchОтправка задания для зачетаВопросы к зачету по дисциплине ЭСАЭлектронные и микропроцессорные системы автомобилейУчеб пособиеИтоговое тестирование по дисциплинеОтправка заданий для зачетаКадровое обеспечение системы автосервисаас предприятияВопросы для зачетаВстречи с ПОб-19ZЭлектронные и микропроцессорные системы автомобилейУчеб пособиеКР ДЭиЭСКонтрольная работаВопросы по дисциплине ДЭиЭСОтветы на вопросы по дисциплинеВстреча с ДВСб-19А1 Лекции по ЭиЭСУВопросы по дисциплине ЭиЭСУСИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЗАЖИГАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ Методические указания к лабораторным работам-5Задание для заочВстреча с ДВСб-18А1 17.09.21Материалы по дисциплинеЗадание для ДВСб-18А1 на 01.11Ответы на задание ДВСб-18А1 на 01.11.21Задание для ДВСб-18А1 на 29. 11Лекции ДВСб-19А1Техническая диагностика (Лекции)Контрольные тесты по дисциплинеВопр ТехнДиагн — ДВСбМетод указ для контрольной работыЗадание для ДВСб-19Z1ДВСб-19Z1ДВСб-19Z1Контрольная работаМетод указанияТесты остат знанийВопросы для зачетаЗадание для заочВстречи АВСб-19ZРекомендуемая литератураОбсуждение тем по дисциплинеТеоретический материалПрактическое задание №1Ответы на практическое №1Практическое задание №2Ответы на практическое №2Практическое задание №3Ответы на практическое №3Итоговый тест по дисциплинеВопросы итог Оценка кач и сертЛекции Оценка кач и сертифРекомендуемая литератураТеоретический материалОбсуждение тем по дисциплинеЗадание для заочОтветы на заданиеВажно!Ссылка на встречи ЭТКм-20МАZ1Литература по дисциплинеКР Совр элек сист автКонтрольная работаЗадание практ №1Задание практ №1Задание практ №2Задание практ №2Задание практ №3Задание практ №3Задание практ №4Задание практ №4Задание практ №5Задание практ №5Вопросы по дисциплине СЭСАОтветы на вопросы для зачетаИтоговый тест по дисциплинеЗадание АТб 20А1Отчеты по практикеДневники по практикеОтчеты по практикеДневники по практикеЗадание АТб 17 А2Приказ на практику Атб-18А1,2По дисциплинеТехническая диагностика (Лекции)Задание №1 для ДВС-19А1 на 06. 11.21Задание №1 для ДВСб-19А1 на 06.11.21Контрольные тесты по дисциплинеВопр ТехнДиагн — ДВСбБилеты Теор Диаг ДВСбМУ. Опред осн хар диаг парРасписание занятий ДВСб-18А1Практ зан №2Ответы на Задание №2Практ зан №3Ответы на задание №3Практ зан №4Ответы на задание №4Лабораторная работа №1Лабораторная работа №2Лабораторная работа №3Лабораторная работа №4Итоговый тест по дисциплинеДля АТб-18 А2 https://meet.google.com/srz-xyjq-fncТеоретические материалыВопросы по дисциплинеРасписание АТб18А2Практическое задание №1Практич задание №1Практическое задание №2Практическое задание №2Практическое задание №3Практическое задание №3Лекционный материалМатериалы по семестровому заданиюЗадание для заочниковОтветы на задание для заочниковВопросы для экзаменаСсылка на встречуСсылка на занятия с АВСб-20ZРаздел 1. Основы организации сервисных услуг по техническому обслуживанию и ремонту автомототранспортных средствРаздел 2. Производственная инфраструктура предприятияРаздел 3. Бизнес-планирование предприятий автомобильного сервисаРаздел 4. Организация работы с потребителемРаздел 5. Организация и нормирование труда в автосервисном предприятииТеоретические материалыПрактическая работа 1 АВСб-20ZПрактическая работа 1 АВСб-20ZПрактическая работа 2 АВСб-20ZПрактическая работа 2 АВСб-20ZПрактическая работа 3 АВСб-20ZПрактическая работа 3 АВСб-20ZЗадание для АТб-20А2 на 01-06.11.21Задание по лекциям на 01-06.11.21 АТб-20А2Задание по практическим на 01-06.11.21 для АТб-20А2Тесты ООФАСВсё для экзаменаОтветы на вопросы экзаменаПрактическая работа №1 (АТб-20А2)Практическая работа №2Итоговый тестСсылка на встречу в Google MeetНСб-21Т1 Задание для отчета по учебной практике 1 курсАТб-21А Задание для отчета по учебной практике 1 курсОтчеты по практике АТб-21А (Задание №1)Отчеты по практике НСб-21Т (Задание №1)Титульный образецСписок использованных источников. Правила оформленияЗадание для заочного ф-таМатериалы по дисциплинеВидеоматериалы по дисциплинеЗадание №1Задание №2Видеовстречи ДВСбИтоговый тест по дисциплинеМатериалы по дисциплинеЗадание к лабораторнойЗадание к лабораторнойЗадание на практ работу №1Практическое задание №1Задание на практ работу №2Практическая работа№2Опрос 1 Контр. неделяВопросы к зачету по дисциплине ЭСУДСписок рек литературыНорм-прав регул в АТЭТеоретические материалыЛабораторные работыОтчеты по лабор рабВстречи с АВСб-19ZИтоговый тест по дисциплинеПрактическое задание (Технологическая карта) ДВСб-19А1

Skip Accessibility
  • R
  • A
  • A
  • A

(always?)

Skip Statistics

шлифовка коленвала

Эта статья о шлифовке коленвала будет полезна не только автовладельцам, но и владельцам мотоциклов с коленчатыми валами на подшипниках скольжения.

Шлифовка коленчатого вала (а точнее его шеек, как коренных, так и шатунных) может потребоваться после определённого пробега любого двигателя и она позволяет восстановить правильную и нужную геометрию изношенных шеек коленчатого вала, как шатунных, так и коренных. В этой статье мы рассмотрим для чего нужна такая операция как шлифовка коленчатого вала, как она производится и когда необходимо шлифовать шейки коленвала, а так же другие нюансы по восстановлению коленчатого вала.

Разумеется те автовладельцы, которые имеют поблизости грамотную мастерскую, могут просто отдать свой автомобиль на ремонт автомеханикам. Тем более, что для осуществления шлифовки коленчатого вала требуется специальный шлифовальный станок. Ну а тем водителям кто живёт в глубинке и не имеет ремонтной мастерской поблизости, можно будет благодаря этой статье самостоятельно снять коленчатый вал и произвести его дефектовку.

Ну и после шлифовки коленвала на каком то заводе, они смогут проконтролировать размеры самостоятельно и собрать мотор с новыми вкладышами. Впрочем и водителям имеющим поблизости автосервис (или начинающим авторемонтникам), надеюсь эта статья будет полезна.

О восстановлении коленчатых валов (кривошипов), имеющих подшипники качения, вместо подшипников скольжения (вкладышей), я уже писал и желающие могут почитать об этом вот тут. А в этой статье мы рассмотрим как восстанавливают с помощью шлифовки шейки коленчатого вала, которые рассчитаны на подшипники скольжения.

Необходимость шлифовки шеек коленвала возникает от постепенного их износа, от которого коренные и шатунные шейки становятся овальными и их диаметр становится немного меньше, и вкладышей тоже. От этого зазоры в подшипниках скольжения увеличиваются и давление масла падает ниже необходимой нормы (как проверить точное давление масла читаем тут). Также давление масла падает и от износа распределительного вала и его постелей (о ремонте постелей распредвала описано вот тут).

Следует учесть, что падение давления масла может быть и от износа масляного насоса, или от износа сопряжения редукционного клапана и это следует учитывать и сначала устранить неисправности в них, перед тем как разбирать двигатель и вынимать коленчатый вал для шлифовки.

Кроме падения давления масла, ещё от износа шеек и вкладышей возникают стуки и ударные нагрузки при работе двигателя, так как зазоры между изношенными шейками и вкладышами увеличены больше нормы (нормы зазоров будут описаны ниже). Обычно стук шатунных подшипников резче стука коренных и он прослушивается на холостых оборотах мотора — при резкой подаче газа. А подшипник какого шатуна стучит, легко определить, если поочерёдно отключать свечи зажигания (или форсунки на дизельном двигателе).

Стук коренных подшипников коленвала обычно глухого тона, металлический. Тоже обнаруживается при резкой подаче газа на холостом ходу. Частота стука увеличивается с повышением оборотов коленвала. Чрезмерный осевой зазор коленвала вызывает более резкий стук с неравномерными промежутками, которые особо заметны при плавном увеличении (или уменьшении) оборотов двигателя.

Разумеется ездить с изношенным (застучавшим) коленвалом нельзя и при появлении стуков или при падении давления масла (ну или при проведении планового капитального ремонта двигателя) следует ремонтировать коленчатый вал с помощью шлифовки и подбора новых вкладышей, что и будет описано ниже.

Проверка геометрии шеек перед шлифовкой коленвала.

Разобрав двигатель (подробно о разборке мотора вот тут) и вынув коленчатый вал, его следует внимательно осмотреть. Трещины в любом месте коленвала недопустимы, а на поверхностях, которые облегают кромки сальников, не должно быть забоин, царапин или рисок.

Ниже будут описаны проверка и допуски для исправного коленвала и разумеется у изношенного коленвала (с изношенными шейками) биение будет больше, чем описано ниже, так как шейки как правило изнашиваются в виде овала и это значит следует произвести шлифовку коленвала.

Но нормы допусков следует знать и стремиться к ним. К тому же знание допусков на биение и методы проверки, поможет любому автовладельцу проконтролировать коленвал после того, как они заберут его из шлифовального цеха.

 

 

 

Осмотрев коленвал и убедившись в отсутствии дефектов, описанных выше, устанавливаем его на две призмы (крайними коренными шейками — см. фото слева) и с помощью индикатора часового типа (выставив индикатор на ноль и прикладывая носик индикатора к поверхностям шеек) проверяем биение — допустимые биения показаны на рисунке 1 ниже.

 

 

  • Биение посадочной поверхности под ведущую шестерню масляного насоса и биение коренных шеек коленвала не должно превышать 0,03 мм (чем меньше, тем лучше).
  • Биение посадочной поверхности под маховик не должно превышать 0,04 мм (чем меньше, тем лучше).
  • Биение посадочной поверхности под шкивы и поверхностей, по которым трутся кромки сальников не должно превышать 0,05 мм.

Далее измеряем с помощью микрометра диаметры коренных и шатунных шеек коленвала (измеряем микрометром крест-накрест, чтобы выявить и овальность). Шейки коленвала следует шлифовать, если их износ более 0,03 мм, или овальность более 0,03 мм., а также если на шейках имеются риски или задиры.

Шлифуем шейки коленвала с уменьшением диаметра разумеется до ближайшего ремонтного размера (смотрим ремонтные размеры на рисунке 2, на примере коленвала ВАЗ 2108, 09). Ведь предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленвала с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75;, 1 мм — это на большинстве двигателей, как отечественных, так и иномарок.

Так как ремонтные вкладыши изготавливают увеличенной толщины, под шейки коленвала, которые шлифованы и уменьшены по диаметру на 0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм.

При шлифовании добиваемся выдерживания размеров до ближайшего ремонтного размера (уменьшенного диаметра шейки на 0,25 мм). При этом овальность и конусность коренных и шатунных шеек после шлифовки коленвала не должны превышать 0,005 мм. Это конечно же зависит от точности шлифовального станка, но эти допуски на конусность и овальность шеек следует учитывать при обработке, иначе смысла ремонта не будет.

А смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, после их шлифовки должны быть в пределах ±0,35 мм — см. рисунок 1. Для проверки устанавливаем коленвал крайними коренными шейками на две призмы и выставляем коленвал так, чтобы ось шатунной шейки первого цилиндра находилась в горизонтальной плоскости, проходящей через оси коренных шеек.

Далее индикатором проверяем смещение в вертикальном направлении шатунных шеек второго, третьего и четвёртого цилиндров, относительно шатунной шейки первого цилиндра.

Шлифовка коленвала — сам процесс.

Разумеется для шлифовки шеек необходим специальный круглошлифовальный станок, который имеется в специализированных мастерских. Технологию шлифовки шеек коленвала нет смысла описывать, так как сам процесс более понятен на видео чуть ниже. Перед шлифовкой самое ответственное — это выставить коленвал правильно, постукивая по нему и проверяя индикатором.

При шлифовании главное — это выдерживание размеров галтелей шеек (на примере вазовского коленвала на рисунке 2 ниже), чтобы получить правильный рабочий зазор между шейками и ремонтными вкладышами. Ну и разумеется не выйти за пределы допусков по овальности, конусности и смещения шеек, которые были описаны выше.

Прошлифовав шейки, следует отполировать их с помощью алмазной пасты (или пасты ГОИ). После шлифовки и последующей доводки шеек полировкой, следует удалить заглушки масляных каналов коленвала, а затем тщательно промыть каналы коленвал керосином, для удаления остатков абразива и продуктов износа вкладышей и шеек (подробнее о промывке каналов коленвала читаем здесь).

После промывки продуваем каналы сжатым воздухом и запрессовываем новые заглушки с помощью специальной оправки № А86010 (перед запрессовкой новых заглушек, желательно обработать их гнёзда специальной фрезой или зенковкой, чтобы удалить следы от кернера, разумеется это делаем ещё до промывки и продувки коленвала). После запрессовки новых заглушек следует закернить кернером каждую заглушку в трёх точках.

Ну и ещё желательно промаркировать на первой щеке коленвала величину уменьшения диаметра коренных и шатунных шеек после шлифовки коленвала (например 0,25; 0,50).

Вкладыши. Как было сказано выше, ремонтные вкладыши изготавливают увеличенной толщины, под шейки коленвала, которые шлифованы и уменьшены по диаметру на 0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм.

На вкладышах нельзя производить никаких подгоночных работ. Зазор между вкладышами и шейками коленвала проверяют расчётом, перед этим промерив детали микрометром. Для проверки зазора гораздо проще пользоваться специальной калиброванной пластиковой проволокой (наподобие рыболовной лески).

Для этого хорошенько очищаем рабочие поверхности шеек и вкладышей и укладываем кусочек проволоки на поверхность шейки коленвала (чтобы не падала приклеиваем капелькой Литола) и затем устанавливаем на шейку шатун с крышкой (или крышку коренного подшипника) и стягиваем их болты с помощью динамометрического ключа. Гайки шатунных болтов затягиваем моментом 5,2 кгс•м (51Н•м), а болты крепления крышек коренных подшипников затягивам моментом 8,2 кгс•м (80,4Н•м).

Далее снимаем крышку и по шкале (см- рисунок 3, шкала нанесена на упаковку проволоки) и по сплющиванию проволоки определяем величину зазора между вкладышем и шейкой коленвала.

Номинальный расчётный зазор для шатунных шеек составляет 0,02 — 0,07 мм., и для коренных шеек составляет 0,026 — 0,073 мм. А если зазор меньше предельно допустимого (0,1 мм для шатунных и 0,15 мм для коренных) то можно снова использовать эти вкладыши, разумеется если шейки не шлифовались до ремонтного размера. Но всё же лучше использовать новые вкладыши (особенно если на хоженных вкладышах имеются риски и царапины).

Ну и если шейки коленвала изношены и шлифуются до ближайшего ремонтного размера, то разумеется вкладыши меняем на новые ремонтные, которые имеют увеличенную на 0,25 мм толщину.

Упорные полукольца. На этих кольцах так же как и на вкладышах нельзя производить никаких подгоночных работ. А при задирах, рисках или отслоениях меняем кольца на новые. Также следует заменить полукольца новыми ремонтными (увеличенной толщины) если осевой зазор коленвала превышает максимально допустимый 0,35 мм.

Новые ремонтные полукольца как правило увеличенной на 0,127 мм. толщины и их подбираем такой толщины, чтобы получить рабочий осевой зазор в пределах 0,06 — 0,26 мм (чем меньше, тем лучше).

После шлифовки коленвала, прежде чем установить его на своё место с новыми ремонтными вкладышами, коленчатый вал и все его масляные каналы и полости следует обязательно тщательно отмыть сначала бензином, а потом керосином, чтобы вымыть все остатки от шлифовки (абразив и металлическую пыль). Подробно об этом можно почитать вот тут.

После промывки и установки коленвала на своё место с новыми (ремонтными) вкладышами, затягиваем крышки шатунов и крышки коренных подшипников с требуемым моментом, который был указан выше. Ну и собираем двигатель в последовательности обратной разборке.

Вот вроде бы и всё о шлифовке коленвала и нюансах с ней связанных, успехов всем.

Полировка коленчатого вала: убедитесь, что шейки коленчатого вала правильно отполированы

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительные сведения

Современные высокопроизводительные двигатели
с жесткими допусками больше, чем когда-либо, зависят от качественных процедур восстановления,
прочных деталей и точной механической обработки. Один из лучших способов обеспечить долгий срок службы подшипников
в современных двигателях — правильно отполировать шейки
на коленчатом валу.

Масляная пленка между шейками коленчатого вала
, а нагруженная часть коренных и шатунных подшипников имеет толщину всего около
,00005 дюймов при работающем двигателе. Если шейки
слишком шероховатые или имеют заусенцы, частицы или другой мусор, который торчит
над поверхностью, он может

Чугунные кривошипы обычно содержат около 4% углерода
. Углерод образует небольшие узелки графита, окруженные
относительно мягкой формой железа, называемой «ферритом» 9.0007 Когда шейки коленчатого вала отшлифованы и отполированы, феррит
вокруг графитовых узелков образует небольшие заусенцы или зазубренные выступы
, выступающие над поверхностью. Высота этих заусенцев может достигать
0,00035 дюйма, что более чем достаточно для того, чтобы

прорезать масляную пленку и вонзиться в подшипники. , обычно обращенные в сторону от направления
, шейка была отшлифована или отполирована. Если острые края
направлены в сторону от направления, в котором обычно вращается коленчатый вал,
говорят, что это «благоприятная» ориентация, потому что заусенцы
с меньшей вероятностью впиваются в подшипники. С другой стороны,
если острые кромки направлены в одном и том же направлении вращения,
это «неблагоприятная» ориентация и с большей вероятностью вызовет проблемы.

Хитрость, конечно, заключается в том, чтобы выяснить, какой
способ какой, то есть каким способом шлифовать кривошип и каким
способом его полировать, чтобы добиться правильной ориентации феррита
заусенцев.

Конечная цель при полировке
шейки коленчатого вала состоит в том, чтобы получить относительно ровную и гладкую поверхность
(средняя шероховатость 10 микродюймов или менее) с большим количеством опорной поверхности
для поддержки масляной пленки. Но также важно
ориентировать оставшиеся ферритовые заусенцы в благоприятном направлении
, чтобы они меньше абразивно воздействовали на подшипники.

В шатунах из кованой стали нет графита
или феррита, о которых можно беспокоиться, поэтому нет необходимости шлифовать
кривошип в одном направлении, затем отполируйте его в противоположном направлении.
Несмотря на это, для достижения наилучших результатов рекомендуется полировать стальной кривошип
в том же направлении, в котором он вращается.

Методы полировки

Одним из способов достижения оптимальной чистоты поверхности
шеек чугунного кривошипа является шлифовка шеек коленчатого вала
в направлении, противоположном его обычному вращению в двигателе
, а затем полировка в том же направление вращения в 9двигатель 0007. Это оставит благоприятную поверхность с острыми краями
ферритовых заусенцев, обращенными назад. Полировка кривошипа в направлении
, противоположном направлению, в котором он был отшлифован, также сломает больше ферритовых заусенцев
, оставив более чистую и гладкую поверхность.


По словам Стива Блегги, менеджера по продажам компании
Abrasive Accessories, Inc., Фриско, штат Техас, обычно используется полировальная лента с абразивом
#320 или #400 в зависимости от требований к чистоте поверхности
. самые популярные 9Размеры 0007 — это размер ремня 1 x 64 дюйма и 1 x 72 дюйма.

Ян Багнолл, менеджер по продажам RMC Rogers Machine
Co. , Бэй-Сити, Мичиган, говорит, что большинство автомобильных коленчатых валов обычно вращаются в двигателе на
по часовой стрелке. Некоторые морские и промышленные двигатели вращаются
против часовой стрелки, поэтому первое, что вам нужно определить, это
, в какую сторону обычно вращается кривошип, прежде чем закрепить его в
шлифовальном станке или полировальном стенде.

«Большинство станков для шлифовки коленчатых валов и полировальные стенды
поворачивают коленчатый вал в сторону оператора (по часовой стрелке, если
если смотреть с левого конца машины, против часовой стрелки
если смотреть с правого конца)» говорит Багнолл.

машина – которая противоположна ее нормальному направлению вращения
в двигателе. Если коленчатый вал установлен в шлифовальном или полировальном стенде
носиком влево, то, с другой стороны,
он будет вращаться в том же направлении, что и в двигателе».0003

Как следует установить кривошип, чтобы
получить неблагоприятную ориентацию при шлифовании и благоприятную ориентацию
при полировке? Бэгнолл говорит, что шлифовальный круг на большинстве кривошипно-шлифовальных станков
также вращается против часовой стрелки, поэтому искры и мусор
отбрасываются вниз при чистовой обработке шейки.

Это оставит ферритовые заусенцы, ориентированные
в неблагоприятном направлении на шейках, если кривошип, который обычно
вращается по часовой стрелке в двигателе, установлен носовой частью к
верно. Если кривошип установлен носом влево, операция шлифования
оставит ферритовые заусенцы с благоприятной ориентацией
и снизит эффективность этапа полировки.

Для получения наилучшей отделки коленчатый вал
необходимо перевернуть после того, как он был отшлифован, так, чтобы передняя часть
находилась слева для полировки. Это необходимо, поскольку абразивная
поверхность полировальной ленты, которая движется по шейке кривошипа
, отходит от оператора и отбрасывает пыль и мусор назад
и прочь.

Однако, если коленчатый вал установлен носовой частью
вправо и вращается против часовой стрелки в оборудовании,
ремень будет полировать в том же направлении, что и
кривошип. Это снизит эффективность этапа полировки
и оставит неблагоприятную ориентацию оставшихся ферритовых заусенцев
. Поворот кривошипа так, чтобы передняя часть была влево для полировки
, удалит больше заусенцев и оставит благоприятную ориентацию
, которая является лучшей обработкой поверхности для подшипников.

Не все согласны с этой рекомендацией.
Некоторые говорят, что они достигли хороших результатов независимо от того, каким образом
кривошип установлен, отшлифован и отполирован. Некоторые восстановители говорят, что
они шлифовали и полировали коленчатые валы в обоих направлениях с
без плохих результатов. Если поверхность вала достаточно гладкая, вращение
, при котором он шлифуется, не должно иметь значения. Тем не менее, микроскопическое
исследование отделки поверхности обычно показывает, что наилучшая отделка
на чугунном коленчатом валу достигается при неблагоприятной шлифовке
и благоприятная полировка.

Почему бы просто не установить рукоятку в шлифовальный станок
носиком влево для шлифовки и полировки? Этот подход
экономит время, потому что вам не нужно перемещать кривошип
после шлифовки, но он сохраняет благоприятную ориентацию ферритовых заусенцев
, что снижает эффективность операции полировки
.

Альтернативным методом является использование двухэтапной процедуры полировки
. Хотя не все производители подшипников
согласен с процедурами полировки, Рон Томпсон, инженер по подшипникам
в Federal-Mogul Corp., Детройт, Мичиган, говорит, что неправильная обработка коленчатого вала
может быть особенно вредной для подшипников. При использовании оборудования для ленточной полировки
он рекомендует полировать шейки в неблагоприятном направлении
(противоположном направлению вращения) лентой #280 с зернистостью
, а затем обрабатывать шейки в благоприятном направлении (то же направление
, что и при вращении) с помощью Ремень с зернистостью 320.

Полировка лентой

Другой способ полировки шатунных шеек после шлифовки
— это использование оборудования, в котором вместо абразивной ленты используется лента для микрообработки
. Этот тип оборудования работает иначе
, чем ленточный полировальный станок. Вместо трения вращающейся абразивной ленты
о вращающуюся шейку, абразивная лента остается неподвижной
и прижимается к шейке при вращении кривошипа.

Лента соприкасается в четырех точках, что
по словам поставщиков этого типа оборудования обеспечивает более равномерный контакт
и равномерная полировка поверхности – хотя внешний вид может быть несколько
более тусклым, чем тот, к которому привыкли многие люди. Затем лента продвигается примерно на дюйм для следующей
цапфы, и так далее, пока все
цапфы не будут отшлифованы. С лентой
также используется смазка, помогающая смыть мусор.

По сравнению с полировкой ленты, которая может удалить от
от 0,0002 дюйма до 0,0005 дюйма или более дюймов металла с цапфы
в зависимости от зернистости ленты, длины полировки и прилагаемого давления
оператором, ленточная полировка практически не удаляет металл. Абразив
на ленте очень мелкий. Ленточный абразив 15 микрон похож на ленточную зернистость
№ 600. Полировка чугунного кривошипа со шлифованным покрытием
12 RA в течение 15 секунд 15-микронной лентой, например,
, может улучшить покрытие до 7 RA или выше.

Одним из заявленных преимуществ полировочной ленты
является снижение риска ошибки оператора. Давление, оказываемое
лентой на кривошип, фиксировано и не зависит от силы
оператор нажимает на ручку.

Еще одно предполагаемое преимущество — более стабильные результаты
. Режущее действие полировальной ленты меняется по мере ее износа. Новый ремень режет агрессивнее, чем бывший в употреблении. Лента
каждый раз полируется одинаково. Лента

также стоит меньше при длительных перевозках, чем ремни
. Рулон ленты стоит около 33 долларов и обычно делает около
200 оборотов, если лента продвигается примерно на полдюйма на шейку.
Но первоначальные вложения в оборудование для полировки лент слишком велики
выше, чем у традиционного оборудования для полировки лент.

Полировальные машины с ручным ремнем обычно стоят от 500 до
700 долларов США в зависимости от того, работает ли полировальная машина с пневматическим или электрическим приводом. Полировальные стенды Belt
обычно продаются по цене от 2000 до 2600 долларов США в зависимости от размера кривошипов, которые может вместить стенд.

Оборудование для полировки ленты, для сравнения,
может стоить от 13 000 долларов США для полировального станка вторичного рынка до 50 000 долларов США или
больше для устройства типа OEM. Таким образом, большой объем рукояток обычно составляет
необходимо, чтобы оправдать инвестиции в полировальную машину.

Кен Бартон из QPAC Corp., Лансинг, штат Мичиган, говорит, что
его компания поставляет производителям оригинального оборудования
ленточные полировальные машины для кривошипов. «Сегодня OEM-производители используют ленту для полировки почти
всех коленчатых валов, — сказал Бартон. «Обычно они
шлифуют новый кривошип до 25–30 RA, а затем полируют его, чтобы закончить спецификации
, которые могут составлять от 8 до 12 RA для автомобильного коленчатого вала или от 5 до 7
RA для дизельного коленчатого вала».

Бартон говорит, что наилучшие результаты при полировке лентой
достигаются, когда кривошип шлифуется так же, как он вращается в
двигателе, а затем полируется таким же образом. Он говорит, что это продлевает срок службы ленты
, а также улучшает внешний вид.


Марк Джелтема, специалист по продуктам и поставщик
технической поддержки в K-Line Industries, Голландия, Мичиган (K-line имеет
эксклюзивное соглашение с QPAC на поставку технологии полировки ленты
на послепродажный рынок), также говорит лучшее результаты
достигается при вращении кривошипа в том же направлении, в котором он обычно
вращается в двигателе, когда он полируется лентой.

«Наша машина реверсивная, и нос
обычно устанавливается слева», — объяснила Джелтема. «Этот
оставит благоприятную поверхность с полировкой вала в диапазоне от 3 до
6 микрон с 30-секундной полировкой с использованием 15-микронной ленты».

Опыт полировки

Том Бэгли из Grooms Engines, Parts, Machining,
Inc. , Нэшвилл, Теннесси, говорит, что его компания недавно приобрела подержанный
OEM машина для полировки лент. «Это машина
колебательного типа, в которой используется 30-микронная лента», — пояснил он. «Мы
запускаем ленту в течение 10 секунд на каждой шейке, при этом кривошип поворачивает
сначала в одну сторону, затем в другую, причем последний раз в благоприятном направлении
. Это дает нам очень стабильные результаты в диапазоне от 6 до 9
RA. .»

Бэгли говорит, что использует оборудование для полировки ленты
как на чугунных, так и на стальных кривошипах. «По сравнению с ленточным полировальным станком
требуется немного больше времени для очистки шеек лентой
, но мы очень довольны результатами, — сказал он. по-прежнему кладут другую отделку поверхности на цапфы
, которые идут против масляных уплотнений», — сказал он. «Мы используем ленту
толщиной 40 микрон, которая оставляет отделку от 14 до 18 RA. Мы считаем, что это помогает лучше удерживать
масло для хорошего уплотнения, чем хорошо отполированная поверхность».

Стив Шмидт из Jasper Engine and Transmission
Exchange, Джаспер, штат Индиана, говорит, что его отдел коленчатых валов недавно
перешел с полировки ремня на полировку ленты. «Лента не может
обработать 80 коленчатых валов в день и медленнее, чем ремни, но мы стабильно достигаем
чистоты шейки в диапазоне от 7 до 8 RA с лентой 3M 30
микрон», — сказал Шмидт. Подводные камни при полировке

Одной из ошибок, которую иногда допускают при полировке ремня
коленчатого вала, является чрезмерная полировка шеек
Независимо от того,
оператор пытается добиться яркого хромированного вида
или пытается убрать чрезмерную шероховатость, оставшуюся после операции шлифовки
, чрезмерная полировка может создать «эффект ореола»
вокруг смазочных отверстий. Образовавшиеся впадины уменьшат площадь подшипника
и прочность масляной пленки, что может привести к преждевременному выходу из строя подшипника
.

Величина давления, оказываемого на
шейку полировальной лентой, также влияет на режущее
действие ленты и количество материала, удаляемого с шейки.
Достаточно легкого нажатия и не более
нескольких секунд. Чрезмерное давление может изменить геометрию шейки
, что приведет к проблемам с зазором и увеличению утечки масла.

Если азотированный коленчатый вал был отшлифован до размера
меньшего, чем на 0,010 дюйма, коленчатый
шатун должен быть повторно азотирован после шлифовки, а затем выпрямлен перед полировкой. поверхностей, а также поверхностей подшипников скольжения.Желательна штриховка 0007 на штоке и коренных шейках, но поверхности уплотнения и упора
должны иметь прямолинейную полировку.

Save the Crank — Коленчатый вал из Огайо

Гоночный коленчатый вал не обязательно является одноразовым компонентом — как показано в журнале Drag Racing Scene .

Гоночные шатуны соответствуют самым жестким допускам. Как правило, обработанные поверхности современных гоночных коленчатых валов имеют допуск 0,0003 дюйма (или лучше) прямо из коробки производителя. Эти точные допуски на шлифование обеспечивают отличные несущие поверхности, что увеличивает срок службы кривошипа и подшипниковых поверхностей при массивной скручивающей нагрузке, которую они испытывают в гонках.

В мире дрэг-рейсинга напряжение, воздействующее на коленчатый вал, невероятно велико при преобразовании радиальных сил от поршня и штока во вращательное движение коленчатого вала. Лучшие материалы и допуски на обработку в компонентах вашего двигателя ведут войну со злоупотреблениями, связанными с высокими оборотами, сцеплениями, гидротрансформаторами и пусковыми механизмами. Список сценариев ненависти к коленчатому валу можно продолжать и продолжать.

Станция правки многократно используется в процессе ремонта, чтобы убедиться, что сварка и механическая обработка не изменяют коленчатый вал. Благодаря опыту персонала все должно быть в точности по размеру без чрезмерной корректировки во время операции гидравлической правки.

Выход из строя шатунного или опорного подшипника является наиболее распространенной проблемой в тяжелом низу гоночного двигателя. Другие распространенные неисправности включают область упорного подшипника, обычно расположенную на задней шейке блока. Сам коленчатый вал может быть поврежден без выхода подшипника из строя. Общий износ поверхностей коленчатого вала может выйти за пределы допустимых размеров, могут иметь место трещины или изгибы.

Затем отремонтированный коленчатый вал подвергается механической обработке и повторной шлифовке на том же высокотехнологичном оборудовании, которое используется для создания новых линеек продукции компании Ohio Crankshaft.

Прежде чем вы отправитесь и выбросите этот поврежденный коленчатый вал за высокую цену в кучу металлолома, есть очень жизнеспособные методы ремонта для этих описанных сценариев. Конечно, самый простой ремонт — перешлифовать типичный шток и коренную шейку на меньший диаметр, устранив таким образом повреждение.

Хотя подшипники легко доступны для компенсации уменьшенного диаметра шейки коленчатого вала после «переточки», многие спорят о прочности коленчатого вала после типичной очистки 0,010/010. Мы сохраним этот спор для другой технической статьи.

На конечном участке снова проверяется каждый размерный допуск по всему коленчатому валу, а затем каждая обрабатываемая поверхность полируется в соответствии со спецификацией.

Процессы предварительного и последующего нагрева различаются в зависимости от марки и материала кривошипа в нескольких печах Ohio Crank. Каждая рукоятка обрабатывается по-разному для достижения наилучшего результата.

В процессе дуговой сварки под флюсом используется гранулированный флюс, который обтекает активный шов. Это пример очень популярного варианта ремонта коленчатого вала, когда упорный фланец изнашивается из-за проблем с трансмиссией или сцеплением/гидротрансформатором. Затем этот фланец можно приварить и повторно обработать до нужных размеров.

Есть авторитетные специалисты по коленчатым валам, такие как Ohio Crankshaft, у которых есть навыки и оборудование для ремонта ваших дорогих коленчатых валов, поэтому они живут, чтобы сражаться в другой день. Компания Ohio Crankshaft не только хранит более 1200 коленчатых валов для автоспорта и хот-родов, но также проверяет и ремонтирует сотни коленчатых валов в год. Их репутация в области ремонта шатунов варьируется от автоспорта до крупногабаритных шатунов для сельского хозяйства и промышленности. Многие ведущие автореставраторы также полагаются на Ohio Crankshaft, чтобы возродить незаменимые старинные коленчатые валы.

«Гоночные коленчатые валы достаточно просты, когда речь идет о материалах и используемых процессах закалки», — объясняет владелец компании Ohio Crankshaft Стэн Рэй. «Мы также ремонтируем коленчатые валы, начиная от огромных воздушных компрессоров и заканчивая кривошипами авиационных двигателей Allison длиной 7 1/2 футов и самолетами WWII. Некоторые из этих ремонтов усложняются уникальными материалами и процессами закалки. За прошедшие годы мы освоили множество процессов сварки и термообработки для множества различных материалов кривошипа».

Гранулированный флюс не только создает защитный газ для защиты сварочной дуги от примесей из воздуха, но и образует шлак расплавленного флюса, окружающий сварной шов по мере его охлаждения. он также предотвращает повреждение других участков коленчатого вала брызгами сварки.

Рэй рекомендует первым шагом при ремонте коленчатого вала провести анализ поврежденного узла.
«Мы всегда рекомендуем покупателю позвонить нам, чтобы подробно описать, какой у него коленчатый вал и какие общие повреждения он имеет, прежде чем тратить доллары на доставку», — продолжает Рэй. «Хотя мы можем успешно устранить некоторые довольно серьезные повреждения, мы просто ненавидим, когда кто-то тратит деньги, чтобы отправить нам кривошип, который не подлежит ремонту. Что еще более важно, мы обычно можем узнать, какой у них коленчатый вал, вместе с описанием повреждений и определить, можем ли мы его отремонтировать. Современные цифровые фотографии и электронная почта также могут помочь нам в диагностике ремонта».

По прибытии кривошип подвергается тщательной проверке с помощью магнитопорошкового тестирования, широко известного как процесс «Magnaflux». Кольцо электрического тока создает вокруг коленчатого вала магнитное поле. Жидкий раствор, содержащий мелкий порошок железа, течет по коленчатому валу. Трещина в металле нарушит магнитное поле, таким образом, смесь жидкости и металла сконцентрируется в трещине. Ультрафиолетовый черный свет четко освещает любые трещины, обычно невидимые невооруженным глазом.

Мы следили за Рэем Дарнером в процессе ремонта. Дарнер имеет более чем 30-летний опыт шлифовки и ремонта коленчатых валов в штате Огайо.

«Весь процесс ремонта основан на знании того, какой процесс лучше всего подходит для каждого кривошипа, который мы ремонтируем», — говорит нам Дарнер. «При каждом ремонте учитываются разные сварочные проволоки, тепло и скорость сварки».

Завершенный сварной шов показывает тщательную сварку как опорной поверхности, так и закругленных углов. Обратите внимание на тепловое окрашивание кривошипа вокруг сварного шва.

Перед процессом сварки свариваемые поверхности коленчатого вала слегка шлифуют, чтобы удалить любые посторонние материалы, такие как материал подшипников, застрявшие в кривошипе. Шатунные шейки также могут быть некруглыми на поврежденных поверхностях, так что это также обеспечивает ровную шейку для сварки.

На сварочной станции Ohio Crankshaft используется оборудование для сварки под флюсом, которое считается наиболее эффективным способом обеспечения надлежащего проникновения наростов материала для повторной обработки. Этот процесс сварки позволяет флюсу, подаваемому самотеком, полностью покрывать точку дуги сварочного аппарата MIG с высокой силой тока. Как и в любом процессе сварки, флюс создает газ, который защищает сварочную дугу от примесей в обычном воздухе, которым мы дышим.

Сварочный аппарат устроен аналогично шлифовальному станку. Если шатунная шейка, которая вращается за пределами осевой линии коленчатого вала, требует сварки, сварочный аппарат запрограммирован на перемещение с ходом штока, чтобы сохранить точное расстояние между наконечником сварочного аппарата и движением шейки.

Ярким примером рентабельного ремонта кривошипа является этот узел, у которого были повреждены коренная и шатунная шейки. Материал подшипника, который вы видите в кривошипе, будет удален перед сваркой, так как он загрязнит процесс сварки.

Металлический жидкий раствор пропитывает коленчатый вал, а проверяемые участки освещаются черным ультрафиолетовым светом. Электрическое поле разрушается вокруг любых трещин, что концентрирует мелкие частицы металла, делая видимыми любые трещины, невидимые невооруженным глазом (стрелка).

«Мы уделяем пристальное внимание прямолинейности кривошипа на протяжении всего процесса ремонта», — описывает Дарнер. «С самого начала и на всех этапах сварки и переточки мы следим за тем, чтобы кривошип оставался прямолинейным. Мы также уделяем очень пристальное внимание ремонту радиуса на каждой стороне шейки в соответствии со спецификациями. В этой части процесса ремонта опыт окупается. Провар между поверхностью цапфы и закругленными концами может быть разным. Знание различных марок и материала каждого кривошипа окупается».

Эта рукоятка тщательно приспособлена для сварки. Сварочная горелка тщательно запрограммирована так, чтобы следовать за ходом и размером шейки стержневой шейки, в то время как кривошип вращается с точной скоростью вращения.

Процесс выпрямления не совсем высокотехнологичен, но грамотный процесс выпрямления больше похож на искусство, чем на науку. Станция гидравлического кривошипного пресса стратегически расположена между сварочной и шлифовальной станциями внутри предприятия по производству коленчатых валов в Огайо. Эта станция заполнена приспособлениями и несколькими циферблатными индикаторами, которые контролируют множество точек по длине кривошипа. Гидравлическое давление подается, чтобы «согнуть» кривошип до надлежащих допусков.

«Здесь опыт окупается», — улыбается Дарнер. «Мы знаем, сколько встречного изгиба необходимо для любого данного кривошипа, и ожидаем, что он вернет надлежащий допуск. Это похоже на выпечку печенья; вы просто получаете опыт в том, что нужно между 5140, 4340 или заводной рукояткой, чтобы вернуть ее в прямое положение одним выстрелом, не заходя слишком далеко.

Станция правки многократно используется в процессе ремонта, чтобы убедиться, что сварка и механическая обработка не изменяют коленчатый вал. Благодаря опыту персонала все должно быть в точности по размеру без чрезмерной корректировки во время операции гидравлической правки.

Магнитопорошковое испытание, широко известное как «Magnafluxing», происходит, когда кольцо электрического тока создает магнитное поле вокруг коленчатого вала или любого другого металлического компонента двигателя, требующего проверки на наличие трещин.

«Наш опыт включает в себя любой нагрев коленчатого вала, необходимый до и/или после процесса ремонта», — отмечает Дарнер. «В зависимости от материала коленчатого вала и того, какую термообработку он прошел в качестве нового продукта, мы следим за любым временем до или после печи, чтобы сохранить прочность, которую он получил от своего производителя».

Большое внимание уделяется начальной точке между шлифовальным станком и свариваемой поверхностью, чтобы не быть слишком агрессивным или подвергать ненужному нагреву область сварки, но кривошипная сварка и ремонт становятся более жизнеспособным вариантом, когда дело доходит до ремонта поврежденного двигатель, чтобы вернуться на полосу, не нарушая банк.

MAHLE Aftermarket Северная Америка | MAHLE Aftermarket Inc.

Поверхности шейки коленчатого вала должны быть отшлифованы и отполированы до шероховатости поверхности Ra 15 микродюймов или лучше. Шейки высоконагруженных коленчатых валов, таких как дизельные двигатели или высокопроизводительные гоночные двигатели, требуют чистоты Ra 10 микродюймов или лучше.


Вышеупомянутое является простой прямой спецификацией, которую можно измерить с помощью специального оборудования. Однако создание отшлифованной и полированной поверхности — это нечто большее, чем просто соблюдение спецификации шероховатости. Для предотвращения быстрого и преждевременного износа подшипников коленчатого вала и для содействия образованию масляной пленки поверхности шейки должны быть отшлифованы против направления вращения двигателя и отполированы в направлении вращения. Эта рекомендация и изучение следующих иллюстраций помогут сделать рекомендацию более ясной.

Удаление металла приводит к образованию заусенцев. Это относится почти ко всем процессам удаления металла. Различные процессы создают различные типы заусенцев. При шлифовке и полировке образуются заусенцы, которые настолько малы, что мы их не видим и не ощущаем, но они есть и могут повредить подшипники, если поверхность вала не обработана должным образом. Вместо «заусенцев» давайте назовем то, что получается в результате шлифовки и полировки, «микроскопическим пухом». Это лучше описывает то, что осталось от этих процессов. У этого микроскопического пуха есть зерно или он лежит на нем, как волосы на спине собаки. Рисунок 1 представляет собой иллюстрацию, изображающую расположение этого пуха на журнале. (Примечание: все рисунки показаны с торца коленчатого вала.)

Рисунок 1

Направление, в котором шлифовальный круг или полировальная лента проходят по поверхности шейки, определяет расположение микроворсинок.


Для того, чтобы удалить этот ворс с поверхности, каждая последующая операция должна проходить по шейке в обратном направлении, чтобы пух отгибался назад и удалялся. Полировка в том же направлении, что и шлифовка, не может эффективно удалить этот ворс, потому что он просто ляжет, а затем снова поднимется. Следовательно, полировка должна выполняться вместо шлифовки, чтобы улучшить качество поверхности.


Чтобы прийти к тому, как шлифовать и полировать вал, мы должны сначала определить желаемый конечный результат, а затем работать в обратном направлении, чтобы установить, как его достичь. На рис. 2 изображен вал, вращающийся в подшипнике, вид спереди нормального двигателя, вращающегося по часовой стрелке. Желаемым состоянием является шейка с любой ворсинкой, оставшейся после операции полировки, ориентированной так, чтобы она ложилась, когда вал проходит над подшипником (рис. 2).

Аналогия с валом, проходящим через подшипник, похожа на поглаживание собаки с головы до хвоста. Полировка вала в противоположном направлении приводит к истиранию подшипника, что похоже на поглаживание собаки от хвоста до головы. Для создания такой укладки поверхности, как показано на рис. 2, полировальная лента должна пройти по поверхности вала, как показано на рис. 3.

рис. 2

рис. 3

Полировальная машина ленточного типа используется потому, что лента работает намного быстрее, чем вал. Если используется шлифовальный станок типа «щелкунчик», то необходимо соблюдать правильное вращение вала (рис. 4). Снятие припуска при полировании не должно превышать 0,0002 дюйма по диаметру.

Определив желаемую шероховатость поверхности в результате полировки, мы должны затем установить правильное направление шлифовки, чтобы получить шлифовку поверхности, противоположную полученной в результате полировки. На этом рисунке показаны направления вращения шлифовального круга и вала, а также расположение поверхностей для шлифования, если смотреть с передней или носовой стороны коленчатого вала. Эта ориентация достигается зажатием фланца маховика с левой стороны шлифовального станка (в передней бабке). Достижение наилучшего качества поверхности во время шлифования уменьшит съем материала, необходимый во время полировки.

Рисунок 4

Рисунок 5

Поверхностный налет, образующийся при шлифовке, может привести к истиранию поверхностей подшипников, если их не полировать. При полировке в направлении, показанном на рис. 3 или 4, поверхностный слой меняется на противоположный в результате операции полирования, удаляя пух, образовавшийся при шлифовании, и оставляя поверхностный слой, который не будет стирать опорную поверхность.


Валы из чугуна с шаровидным графитом особенно трудно шлифовать и полировать из-за структуры чугуна. Узловидное железо получило свое название от шаровидной формы графита в этом материале. При шлифовке открываются графитовые наросты, расположенные на поверхности шейки, оставляя рваные края, которые могут повредить подшипник. Полировка в правильном направлении удалит неровные края этих открытых узелков.


Все вышеперечисленное основано на нормальном вращении двигателя по часовой стрелке, если смотреть спереди двигателя. Для коленчатых валов, которые вращаются против часовой стрелки, например, в некоторых судовых двигателях, коленчатый вал следует зажимать на противоположном конце во время шлифовки и полировки. Это то же самое, что смотреть на кривошип с фланцевого конца, а не с носовой части на прилагаемых рисунках.


В отличие от многих подшипников двигателей, доступных сегодня, в подшипниках двигателей Clevite используется превосходный материал Clevite TriMetal™. Эта конструкция с надписью «Clevite» сочетает в себе прочность слоя медно-свинцового сплава на стальной задней стороне и, наконец, третий слой из белого металла с прецизионным гальваническим покрытием «баббит». TriMetal™ — это идеальная конструкция подшипника, обладающая характеристиками от хороших до отличных, если судить по прилегаемости, возможности заделки, скольжению и сопротивлению усталости.


Мы постоянно контролируем функционирование и работу нашей полной линейки подшипников, оставаясь в курсе любых изменений или разработок, которые могут потребоваться для новых двигателей. И это означает, что подшипники лучше подходят для вашего двигателя. Если вы ищете подшипники для двигателей, устанавливающие стандарты, выбирайте Clevite®. Потому что вы не согласитесь на второе место.

Детали, функции, типы, схемы и многое другое [PDF]

Из этой статьи вы узнаете , что такое коленчатый вал? как это работает?  Его типов , деталей, функций и более подробно объяснено с помощью диаграмм . Кроме того, вы можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал является неотъемлемой частью системы передачи мощности. В котором возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное с помощью шатуна.

Коленчатый вал состоит из шатунных шеек, шатунных шеек (шатунов или щек), балансировочных грузов и коренных шеек. Большой конец шатуна прикреплен к шатунной шейке коленчатого вала.

Во время одного такта межцентровое расстояние между шатунной шейкой и коленчатым валом составляет половину смещения поршня. Таким образом, один полный оборот коленчатого вала совершает два хода поршня.

Части коленчатого вала

. Следующие приведены основные частей коленчатого вала с его диаграммой:

  1. Crankpin
  2. .0453
  3. Фланец крепления маховика

1. Шатун

Шатун является механической частью двигателя. Что позволяет очень прочно прикрепить шатун к коленчатому валу.

Поверхность шатунной шейки цилиндрическая, чтобы передать вращающее усилие на большой конец шатуна. Они также известны как шатунные шейки.

2. Основные шейки

Журналы прикреплены к блоку цилиндров. Эти подшипники удерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение внутри блока цилиндров. Этот подшипник представляет собой подшипник скольжения или опорный подшипник. Коренные подшипники различаются от двигателя к двигателю, часто в зависимости от усилий, создаваемых двигателем.

3. Шестерня кривошипа

Шестерня кривошипа является наиболее важной частью коленчатого вала. Шайба кривошипа соединяет коленчатый вал с коренными шейками.

4. Противовесы

Противовесы представляют собой тип груза, который прикладывает противоположную силу, которая обеспечивает баланс и устойчивость коленчатого вала. Они монтируются на шатуне.

Причина установки противовесов в коленчатый вал заключается в том, что они могут устранить реакцию, вызванную вращением. И это очень полезно для достижения более высоких оборотов и облегчает работу двигателя.

5. Упорные шайбы

В некоторых точках предусмотрены две или более упорных шайб для предотвращения продольного перемещения коленчатого вала. Эти упорные шайбы устанавливаются между обработанными поверхностями в перемычке и седле коленчатого вала.

С помощью упорных шайб можно легко поддерживать зазор и способствует уменьшению бокового смещения коленчатого вала. Во многих двигателях они сделаны как часть коренных подшипников, обычно в более старых типах используются отдельные шайбы.

6. Масляный канал и сальники

Маслопровод коленчатого вала передает масло от коренных шеек к шатунным шейкам. Обычно отверстие просверливается на шейке кривошипа. Когда шатунная шейка находится в верхнем положении, а силы сгорания толкают шатун в нижнее положение, это позволяет маслу попасть между шейкой и подшипником.

Коленчатый вал немного выступает за картер на обоих концах. Это приводит к утечке масла с этих концов. Так, для предотвращения попадания масла в эти отверстия предусмотрены сальники. Два основных сальника соединены между собой на переднем и заднем концах.

  1. Передние сальники: Они очень похожи на задние сальники. Однако его отказ менее разрушительен, и он более легко доступен. Передний сальник будет установлен за шкивом и распределительным механизмом.
  2. Задние сальники: Устанавливаются в коренные шейки и маховики. Он вставляется в отверстие между блоком двигателя и масляным поддоном. Масляное уплотнение имеет формованную кромку, которая плотно удерживается в коленчатом валу пружиной, называемой стягивающей пружиной.

7. Фланец крепления маховика

В большинстве случаев коленчатый вал крепится к маховику через фланцы. Диаметр конца колеса коленчатого вала больше, чем другой конец. Это дает поверхность фланца для установки маховика.

Конструкция коленчатого вала

Внутри коленчатого вала он состоит из коренных подшипников, также называемых коренными шейками. Коленчатый вал поддерживается коренным подшипником на коренных шейках. Сбалансированная нагрузка обеспечивается в направлении, противоположном кривошипу, для равновесия.

Коленчатый вал обычно изготавливается из легированной стали методом литья или ковки, подвергается механической обработке и шлифовке, чтобы получить подходящие шейки для шатуна и коренного подшипника.

Должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать тягу поршней во время рабочего такта без чрезмерных деформаций. Кроме того, его необходимо тщательно отбалансировать, чтобы исключить чрезмерную вибрацию, возникающую из-за веса смещенных кривошипов.

В коленчатом валу просверлены масляные каналы, по которым масло может поступать от коренного подшипника к шатунному подшипнику.

Функция коленчатого вала

Передний конец коленчатого вала несет шестерню или звездочку, гаситель вибрации и шкив ремня вентилятора. Шестерня или звездочка приводят в действие распределительный вал, а виброгаситель предназначен для контроля крутильных колебаний.

Ременной шкив вентилятора приводит в движение вентилятор двигателя, водяной насос и генератор с помощью клинового ремня. Задний конец коленчатого вала несет маховик. Инерция маховика стремится поддерживать постоянную скорость вращения коленчатого вала.

Количество коренных подшипников зависит от конструкции двигателя и цилиндров. Чем больше коренной подшипник, тем меньше возможность вибрации и перекоса коленчатого вала данного типоразмера.

Подшипник должен поддерживать вал и обеспечивать наибольшую жесткость между каждой шатунной шейкой. Компромисс состоит в том, чтобы иметь 3 коренных подшипника на 4-цилиндровом двигателе и 4 на 6-цилиндровом двигателе.

Для снижения вибрации в двигателе коленчатый вал и маховик балансируются отдельно. Их часто проверяют на баланс при установке вместе. Балансировка необходима для предотвращения повреждения двигателя, особенно подшипников.

Типы коленчатых валов

Ниже приведены типы коленчатых валов:

  1. Полностью построенный вал
  2. Полуднанный вал
  3. Сварные валы
  4. Сплошной вал
  5. . сборка по частям вместе. При этом все компоненты подвергаются термоусадке после процесса изготовления. Этот тип коленчатого вала использовался в старых двигателях.

    Состоит из отдельной шейки кривошипа, шатунной шейки и коренных шеек. Этот шатун и шейки обработаны и просверлены в шейке кривошипа. Они немного меньше в диаметре.

    Щетки кривошипа были нагреты и вошли в шатунные шейки и отверстия в шейках (которые увеличились в размерах из-за нагрева). По мере того как кривошип охлаждается, диаметр скважины будет пытаться вернуться к своему первоначальному размеру.

    2. Полусобранный вал

    Эти типы коленчатых валов не изготавливаются путем сборки различных деталей по сравнению с полностью собранным валом. Шатуны полностью выкованы и сжаты с общими подшипниками.

    Шатунные шейки дополнительно обработаны для обеспечения гладкой поверхности. Преимущество использования этого метода термоусадочной посадки заключается в том, что из одной поковки можно изготовить две шейки и шатунные шейки. Ребра кривошипа уменьшены по толщине. В шатунной шейке просверлено отверстие, что снижает вес без ущерба для прочности.

    Полусобранный коленчатый вал легче, чем полностью собранный коленчатый вал. Коленчатый вал способен выдерживать высокие нагрузки и поэтому может выдерживать высокие напряжения сдвига и изгиба. Эти типы также встречаются в некоторых высокоскоростных двигателях.

    3. Сварной вал

    Эти сварные валы изготавливаются путем сборки шейки кривошипа, шатунной шейки и коренных шеек с обеих сторон. Они выкованы, а затем сварены вместе в процессе дуговой сварки под флюсом.

    После сварки цапфы были без напряжения и механизированы. Благодаря использованию непрерывного потока зерна полотна можно сделать тоньше. Это может привести к уменьшению коленчатого вала.

    Сварной коленчатый вал позволяет значительно снизить вес. Ширина и толщина полотна уменьшаются. Таким образом, обеспечивается большая длина подшипника.

    4. Цельный цельный вал

    Эти типы коленчатых валов изготавливаются методом ковки или литья в виде цельного вала. Они используются как в тихоходных двигателях, так и в высокооборотных двигателях.

    Он состоит из более чем одной части и скреплен болтами на цельных фланцах. Это предназначено для того, чтобы выдерживать нагрузку при стрельбе и циклическом растяжении. Коленчатый вал испытывает нагрузку из-за несоосности, крутильных и осевых колебаний коренных подшипников.

    5. Кованый коленчатый вал

    Они намного прочнее литых. Кованые кривошипы обычно используются в двигателях с высокими нагрузками и в некоторых 16-клапанных двигателях. Они устроены совершенно по-разному.

    Набор штампов изготовлен по размеру кривошипа. Эти штампы находятся в большом гидравлическом прессе с усилием смыкания в несколько тонн. Когда матрица закрывается, металл очень плотно прижимается.

    Эти типы коленчатых валов прочнее и долговечнее. Кованые коленчатые валы реагируют на термообработку и, таким образом, обеспечивают лучшую стабильность размеров.

    6. Литой коленчатый вал

    Эти типы коленчатых валов используются в течение длительного времени. Обычно встречаются в различных дизельных и бензиновых двигателях. Как правило, они изготавливаются из ковкого чугуна методом литья.

    Они очень дешевы в производстве и хорошо работают, поэтому производители часто выбирают их. Литой коленчатый вал выдерживает нагрузки со всех направлений, поскольку структура зерна металла однородна и беспорядочна.

    7. Коленчатый вал из заготовки

    Кривошип из заготовки может быть лучшим типом кривошипа для вашего двигателя. Для изготовления таких кривошипов обычно используется сталь. Сюда входят никель, хром, алюминий, молибден и другие элементы.

    Заготовочные кривошипы знакомы из-за кратчайшего времени обработки коленчатого вала. Кроме того, они нуждаются в минимальном балансе из-за однородного дизайна материала.

    Неисправности коленчатого вала

    Проблемы с коленчатым валом возникают очень редко. Это происходит, когда двигатель находится в экстремальных условиях. Детали двигателя прочные и надежные. Но они связаны с некоторыми основными неисправностями:

    1. Изношенные журналы
    2. Усталость

    1. Изношенные журналы

    Обычно это происходит при недостаточном давлении масла. Если коленчатый вал соприкасается с поверхностями коренных подшипников, это постепенно увеличивает зазор и ухудшает давление масла.

    Если не позаботиться об этом, изношенные шейки могут вызвать серьезные проблемы с двигателем. Это разрушает подшипники и наносит серьезный ущерб двигателю.

    2. Усталость

    Возникает, когда постоянное усилие на коленчатый вал приводит к поломке. Эта проблема обычно возникает на скруглении, где задействованы журнал и сеть.

    Гладкая поверхность галтели необходима, чтобы избежать слабых мест, вызывающих усталостные трещины. Трещины можно проверить с помощью флюса Magna на коленчатом валу.

    Применение коленчатого вала

    Коленчатый вал обычно используется в двигателе для преобразования возвратно-поступательного движения в круговое, что значительно упрощает использование энергии или мощности.

    Коленчатый вал фактически является сердцем двигателя внутреннего сгорания. Коленчатый вал отвечает за правильную работу двигателя. В некоторых случаях это также экономит энергию для перемещения поршня во время тактов сжатия, всасывания и выпуска.

    Подведение итогов

    Сбалансированный коленчатый вал обеспечивает плавную работу двигателя, обеспечивает большую мощность, снижает потери энергии и снижает вибрацию двигателя. Он в основном используется для преобразования линейного движения в скорость вращения.

    Надеюсь, я рассказал все о коленчатых валах. Если у вас есть какие-либо сомнения по поводу этой статьи « детали коленчатого вала и функция », вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

    Наконец, подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем последние сообщения.

    Адрес электронной почты

    И вы можете загрузить эту статью в файле PDF , нажав здесь.

    Скачать PDF

    Подробнее в нашем блоге:

    1. Клапаны двигателя: типы, работа и клапанный механизм
    2. Какие существуют типы прокладок? И его использование в автомобильном двигателе
    3. Три основных типа регуляторов, используемых в автомобильном двигателе

    Часто задаваемые вопросы

    Что такое коленчатый вал и как он работает?

    Коленчатый вал является важной частью системы передачи мощности. При этом возвратно-поступательное движение поршня превращается во вращательное с помощью шатуна. Коленчатый вал должен иметь высокую усталостную прочность и износостойкость, чтобы обеспечить долгий срок службы.

    Каково применение коленчатого вала?

    Коленчатый вал в основном используется в двигателе для преобразования возвратно-поступательного движения в круговое, что значительно упрощает использование энергии или мощности. Он вращается внутри блока цилиндров с помощью коренных подшипников.

    Какова функция кривошипа?

    Кривошип представляет собой рычаг, прикрепленный под прямым углом к ​​вращающемуся валу, с помощью которого от вала передается круговое движение. Когда он используется с шатуном, он преобразует круговое движение в возвратно-поступательное или наоборот.

    Какие бывают типы коленчатых валов?

    Ниже приведены основные типы коленчатых валов: полностью собранный вал, полусобранный вал, сварные валы, сплошной цельный вал, кованый коленчатый вал, литой коленчатый вал и коленчатый вал из заготовки.

    Перекрытие шейки коленчатого вала Комментарии

        Молочный (литой, кованый или цельный) коленчатый вал с подшипниками скольжения является основой всех современных автомобильных двигателей.

    Для долгой службы важна устойчивость к изгибу, а длина, количество и ширина коренных подшипников, а также способ крепления крышек коренных подшипников к блоку — все это влияет на прямолинейность коленчатого вала.
        Однако абсолютные и относительные размеры диаметра коренной шейки, диаметра шейки шатуна и длины хода также влияют на жесткость.
        «Перекрытие шейки» — это сплошное поперечное сечение стали или чугуна в противовесе или боковой щеке, разделяемое основной и шатунной шейками (как показано, слева между двумя парами стрелок; щелкните изображение, чтобы увеличить его) . Большие шейки или более короткий ход увеличивают эту общую площадь и повышают жесткость.

        Например: если бы коренная и шатунная шейки имели диаметр 2,00, а ход был бы непрерывным, то сечение было бы 4,00. Две окружности, образованные журналами, будут касаться друг друга без перекрытия журналов; прочность будет ограничена только стенкой противовеса, соединяющей две шейки вдоль оси коленчатого вала (вдоль).

    Если длина хода увеличивается, перекрытие шеек уменьшается, если только одна или обе шейки не увеличены в размере.
        В течение срока службы серии двигателей, по мере увеличения размера за счет использования более длинного хода, размер коренных и/или шатунных шеек увеличивается не только для увеличения грузоподъемности подшипников, но и для сохранения максимально возможной жесткости.
        Хорошим примером является малоблочный V-8 Chevrolet. Как первоначально предлагалось в 1955 году с ходом 3,00 дюйма, главные шейки были 2,30 дюйма с шатунными шейками 2,00 дюйма. Ход увеличился в три раза в течение следующих 25 лет, а также увеличились размеры обеих шеек. Общий расчет перекрытия журналов:
    Перекрытие шейки = (наружный диаметр коренной шейки + наружный диаметр шейки штока — длина хода)

    Chevrolet V-8 crankshaft data

    Engine

    Main journal

    Rod journal

    Stroke length

    Journal overlap

    265, 283

    2,30 дюйма

    2,00 дюйма

    3.

    00”

    .650”

    Early 327

    3.25”

    .525”

    Late 327

    2.45”

    2.10”

    .650”

    350

    3.48”

    .535”

    400

    2,65 дюйма

    3,75 дюйма

    0,500 дюйма

    Двигатель, работающий за счет эксцентричного уменьшения размера шейки штока, имеет меньшее перекрытие, потому что были изменены два фактора, и оба уменьшают перекрытие. К выбору стержней меньшего размера следует подходить с осторожностью.
        Абсолютного минимального перекрытия шейки не существует, коленчатые валы с отрицательным перекрытием были обычным явлением до Второй мировой войны. Однако приведенная выше формула рассчитывает только ширину указанной области, что не является допустимым показателем жесткости кривошипа. На мой взгляд, у него есть серьезный недостаток как инструмента, заключающийся в том, что он, по-видимому, присваивает один и тот же коэффициент безопасности перекрытиям, создаваемым очень разными комбинациями компонентов. Область перекрытия журнала фактически представляет собой двумерную «линзу», описанную дугами двух перекрывающихся окружностей.
        Например:
                Chevrolet 283 с главным двигателем 2,30 дюйма, штоком 2,00 дюйма, ходом 3,00 дюйма: перекрытие 0,650 дюйма
                Ford 385 Series с 3,00-дюймовой основной, 2,50-дюймовой тягой, 4,20-дюймовым ходом: 0,650-дюймовое перекрытие
        Если не учитывать другие факторы, эффективное перекрытие (фактическая общая площадь), конечно, сильно различается, несмотря на идентичные линейные размеры, а сопротивление изгибу еще менее точно из-за относительно большего размера цапф Форда.

        Геометрия плоскостей и тригонометрия дают решение, но, к сожалению, сложное; щелкните диаграмму, чтобы увидеть источник математики.


        Диаметры двух шеек и длину хода можно ввести для расчета перекрытия шейки в квадратных дюймах, но, на мой взгляд, даже это не является окончательным.
        У меня есть ощущение, что толщина линзы (простое сравнение обоих диаметров шейки и хода, как это предусмотрено традиционной формулой) более важна для противодействия изгибу продольной оси кривошипа, но площадь линзы все же имеет значение против скручивания в других плоскостях. Таким образом, «показатель» общего сопротивления изгибу будет включать (по крайней мере) оба этих компонента и взвешиваться по отдельности. Напряжение изгиба на коленчатом валу выше по короткой оси линзы, поэтому для большего эффекта ее следует «утяжелить».
        Кроме того, площадь перекрытия полезна только в сравнении с меньшей из двух шеек (шатунной шейкой), поэтому относительные площади перекрытия шатунной шейки и шейки являются еще одним компонентом.

    Посмотреть

    Библиотека Победы буклеты

    коленчатый вал, коренная шейка, кривошип, шатунная шейка, толщина, шейка, перекрытие, жесткость, прочность, радиус, диаметр, рассчитать, отношение шатуна, формула

    Scat 82 мм Кованый 8 штифт Коленчатый вал с противовесом Журналы Vw — Детали багги Dune, Детали Sandrail, Детали VW

    Цена:

    489,95 долларов США

    Артикул:
    SCAT82VW
    Наличие:
    Продается поштучно

    БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА ВСЕХ ЗАКАЗОВ
    (только по территории США)

    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Этот продукт может подвергнуть вас воздействию определенных химических веществ, которые, как известно в штате Калифорния, вызывают рак, врожденные дефекты или другие нарушения репродуктивной функции.
    Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт: www.P65Warnings.ca.gov

    • Описание продукта
    • Руководства
    • Видео
    • Доставка и возврат
    • Отзывы

    Описание продукта

    Кованый коленчатый вал Vw 82 мм с противовесом, шатунные шейки Vw и главные шейки типа 1, коленчатый вал Volksracer с 8 штифтами для двигателей Volkswagen с воздушным охлаждением. Исключает вибрации двигателя и износ подшипников. Лучшие заготовки из хромомолибдена 4340, отшлифованные до точных размеров, обработанные магнитным флюсом, динамически сбалансированные и микрополированные, установочные штифты включены, но не установлены, основные шейки с канавками для превосходного потока масла, радиус шейки 5/64 дюйма (2,0 мм) и скошенные масляные отверстия, азотированные Для дополнительной прочности. Скат № 101402-1 «9»0003

    Этот продукт не имеет руководств.

    У этого товара нет видео.

    Клиенты также просмотрели

    • Артикул: SCAT82CHEVY

      Коленчатый вал с противовесом Scat 82 мм с 8 дюбелями Chevy Journals

      489,95 долларов США

      Добавить в корзину

    • Артикул: SCAT84CHEVY

      Коленчатый вал Scat 84 мм с 8 дюбелями и противовесом Chevy Journals

      489,95 долларов США

      Добавить в корзину

    • Артикул: SCATROD-ICR55003

      Шатуны двутавровой балки Scat 4340 из хромомолибдена Vw 5.500 длина

      239,95 долларов США

      Добавить в корзину

    • Артикул: AC109440

      Высокопроизводительные коромысла Scat 20196 с передаточным числом 1,25 для двигателей Vw с воздушным охлаждением

      329,95 долларов США

      Добавить в корзину

    • Артикул: SCATROD-1025123

      Шатуны Scat 4340 Chromoly H-Beam Vw Journals 5.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.