Шатунные шейки

Создание эффективного и прочного подшипника — это не только вопрос оптимальной конструкции вкладышей подшипника. Шатунные шейки также играют значительную роль, т.к. любое отклонение от допустимой геометрии может вызвать повреждение подшипника.

 

Осевая погрешность профиля
Осевая погрешность профиля шатунных шеек может представлять собой коническое, выпуклое или вогнутое отклонение (Рисунок 1). Степени допустимого отклонения формы определяются заданными предельными значениями и зависят от диаметра и толщины шатунной шейки. В Таблице 1 приведен пример с шейкой диаметром 50 мм.

Радиальная погрешность профиля
Радиальная погрешность профиля возникает в тех местах, где во время изготовления есть вибрации между инструментом и шатунной шейкой. На Рисунке 2 приведены примеры возможных радиальных погрешностей профиля. Степени допустимого отклонения формы зависят от типа отклонения, а также минимальной толщины масляной пленки. Минимальная толщина пленки масла зависит от нагрузки на подшипник.

[Рис. 1] Создают такие погрешности формы шейки коленчатого вала в осевом направлении, как коническое, выпуклое или вогнутое отклонение от идеальной цилиндрической формы. Практически все шейки коленчатых валов имеют отклонения от идеальной цилиндрической формы. Решающее значение имеет разница между самым большим (a) и самым маленьким (b) диаметрами. Примеры предельно допустимых погрешностей формы приведены в Таблице 1.

[Рис. 2] Типичные отклонения формы шеек коленчатого вала от идеальной круглой формы в радиальном направлении. На иллюстрации показаны отклонения от 1-го по 6-ой порядок. Такие погрешности формы возникают в том случае, если между шлифовальным кругом и проворачивающимся коленчатым валом создаются гармонические колебания.

Шероховатость поверхности
Вместе с осевыми и радиальными погрешностями формы еще одни важным свойством шатунной шейки является качество обработанной поверхности. Высокое качество обработанной поверхности минимизирует износ шейки и вкладыша. В Таблице 2 приведен ряд рекомендаций в отношении параметров Ra и Rz шероховатости поверхности.

Коленчатые валы из ЧШГ
В настоящее время коленчатые валы изготавливают либо из стали, либо из чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ). ЧШГ содержит включения графита (так называемые «вкрапления» графита), повышающие эластичность материала. При производстве шеек из ЧШГ необходимо учитывать одну специфическую характеристику.

При перешлифовке шейки из чугуна с шаровидным графитом происходит разрезание «вкраплений» графита, а «размазывание» материала во время процесса резки вызывает формирование «крышек», закрывающих «вкрапления» графита. Поэтому даже если поверхность внешне выглядит гладкой, во время работы двигателя напряжения на «крышках» могут вызвать их разрушение, что приведет к повреждению подшипника (см. Рисунки 3 и 4). Формирования «крышек» следует избегать во что бы то ни стало. Для этого существуют два способа. Первый способ заключается в минимизации формирования «крышек» за счет использования полос из кубического нитрида бора (КНБ ). Второй способ — это газовое азотирование и полировка после шлифовки вала. «Крышки», подвергшиеся газовому азотированию, более хрупкие и во время полировки легче отламываются. Необходимо отметить, что шлифовка и полировка должны выполняться в противоположных направлениях, при этом полировка должна осуществляться в направлении вращения двигателя.

[Рис. 3] Поверхность «крышек» вкраплений графита на коленчатом вале Схематическое увеличенное изображение шейки коленчатого вала, выполненного из чугуна с шаровидным  графитом, в поперечном разрезе. Заштрихованные области представляют собой включения графита в матрицу чугуна. При перешлифовке шейки коленчатого вала включения графита разрезаются. Режущий инструмент «размазывает» сталь по включениям таким образом, что они частично или полностью закрываются «крышкой». Такие «крышки» могут быть опасны для двигателя. Циклическая нагрузка на подшипник может вызвать вибрацию или повреждение «крышек». Разрушение «крышек» может привести к повреждению подшипника частицами загрязнения.

[Рис. 4] Увеличенное в 300 раз изображение шейки коленчатого вала, выполненного из чугуна с шаровидным графитом, в поперечном разрезе. На нем хорошо видны «крышки», показанные на Рисунке 3.

По материалам компании Federal-Mogul

 

 

 

 

Коленчатые валы — Моряк

Коленчатый вал является наиболее ответственной дорогостоящей деталью дизеля. Он воспринимает усилия через шатуны от поршней и передает эти усилия потребителю (гребному винту). На коленчатый вал при работе двигателя действуют скручивающие и изгибающие усилия, меняющиеся по величине и направлению. В результате этого его приходится отливать, отковывать или отштамповывать из специальных сортов стали. Для изготовления коленчатых валов используют высокосортные углеродистые стали. У среднеоборотных напряженных двигателей коленчатые валы изготовляют из легированных (никелевых или хромникелевых) сталей. Иногда их выполняют из высокопрочного или модифицированного чугуна.

В зависимости от мощности и размеров двигателей коленчатые валы бывают цельноковаными или составными. Цельнокованый коленчатый вал восьмицилиндрового двигателя состоит из рамовых шеек 2, расположенных на одной оси, шатунных шеек

4 и щек 3. Рамовые шейки уложены в рамовые подшипники, на шатунные шейки навешены нижние головки-шатунов (рис. 1, а).

Рис. 1. Коленчатые валы: а – составной вал восьмицилиндрового дизеля, б – общий вид вала шестицилиндрового дизеля

Для того чтобы повысить прочность коленчатого вала, его шейки подвергают поверхностной закалке и азотированию. Поверхность шеек после токарной обработки тщательно шлифуют. На кормовом конце коленчатого вала установлен фланец 1 для крепления маховика. Носовой конец вала используют для монтажа шестерни привода навешенных на дизель насосов (масляного, водяного, топливоподкачивающего) и других вспомогательных механизмов.

Количество шатунных шеек коленчатого вала всегда равно числу цилиндров двигателя. Количество рамовых шеек обычно на 3 – 2 больше, чем цилиндров двигателя. Все рамовые шейки лежат на оси коленчатого вала. От этой оси на одинаковом расстоянии (радиус кривошипа) располагаются шатунные шейки.

Составной коленчатый вал дизеля 8ДР 43/61 состоит из двух четырехколенчатых валов 1 и 2 и упорного вала 3. Отдельные части коленчатого вала соединены между собой при помощи фланцев 6 калиброванными болтами (рис. 1, б).

 На шейке вала у кормового фланца устанавливается на шпонке 7 шестерня привода распределительного вала. К носовому фланцу вала крепятся успокоитель крутильных колебаний и ведущая часть упругой муфты привода воздуходувки. Кормовой фланец упорного вала 3 соединен с гребным валопроводом. Усилие упора гребного винта передается через гребень 5 упорного вала на упорный подшипник. На шейке у кормового фланца упорного вала проточены маслоотбойные гребни 4. Эти гребни совместно с сальниковым уплотнением в торцевой крышке корпуса упорного подшипника препятствуют утечке масла.

Конструкция коленчатого вала должна предусматривать возможность подачи масла для смазки рамовых и шатунных подшипников. Несмотря на различное конструктивное выполнение системы смазки коленчатых валов, эта схема у судовых дизелей построена по одинаковому принципу.

Масло из системы смазки дизеля по ответвлениям подается к рамовым подшипникам и смазывает их поверхность. Часть масла от рамовых шеек 8 через наклонные сверления «А» в шейках и щеках 9 подается к шатунным шейкам 10. Причем к каждой шатунной шейке подведены сверления от двух соседних рамовых шеек. В крайней носовой шейке коленчатого вала выполнено продольное сверление, по которому подводится масло к успокоителю крутильных колебаний и к упругой муфте привода воздухонагнетателя.

В тихоходных судовых двигателях, у которых радиус кривошипа более 500 мм, колена вала могут быть полусоставными или составными.

Стальные щеки полусоставного колена отковывают заодно с шатунной шейкой, а рамовые шейки изготовляют отдельно (рис. 2, а). Соединение щек с рамовыми шейками выполняется горячей посадкой. Составное колено двигателя «Бурмейстер и Вайн» получается, когда отдельно изготовленные рамовые и шатунные шейки запрессовываются в отверстия щек (рис. 2,

б). В данной конструкции рамовые и шатунные шейки выполнены полыми. Полости в шейках закрыты заглушками 2 и заполнены маслом, которое в полость рамовой шейки поступает по радиальным сверлениям 1, откуда по сверлению 3 в щеке попадает в полость шатунной шейки. На смазку кривошипного подшипника масло подается через отверстие 4.

Рис. 2. Элементы коленчатых валов: а – полусоставное колено, б – составное колено, в, г, д – прямоугольная, овальная и круглая форма щёк.

Во время работы двигателя в результате вращения кривошипа и нижней головки шатуна возникает центробежная сила инерции F_M, направленная всегда от центра вращения, стремящаяся оторвать кривошип и, следовательно, действующая на рамовые подшипники, увеличивая их износ.

В шести- и восьмицилиндровых двигателях эти силы оказываются уравновешенными, т. е. в любой момент на коленчатый вал действуют две силы F_M (от разных кривошипов), но направлены они в противоположные стороны.

Если двигатель имеет нечетное число цилиндров или менее четырех, то центробежные силы инерции взаимно не уравновешиваются. В этом случае коленчатые валы снабжаются противовесами — массами, закрепленными на щеках колена со стороны, противоположной шатунной шейке. У двигателей «Бурмейстер и Вайн» противовесы 5 отковываются заодно со щеками колена. При вращении противовеса возникает центробежная сила F_пр, которая равна по величине силе F_M, но направлена в обратную сторону. В результате сила F_M уравновешивается и ее влияние нейтрализуется.

Щеки кривошипа могут иметь различную конструктивную форму. Прямоугольные щеки просты в изготовлении, однако нерациональное использование материала увеличивает центробежные силы, которые дополнительно нагружают рамовые подшипники (рис. 20,

в). Для устранения этого недостатка и уменьшения общей массы вала углы щек часто срезают.

Овальные щеки являются наиболее рациональными в отношении прочности и массы, но сложны в изготовлении (рис. 2, г). Круглые щеки менее рациональны по сравнению с овальными, но проще в изготовлении (рис. 2, д).

 Фигурные щеки применяют в полусоставных и составных кривошипах. Их форма обусловлена необходимостью создания кольца для надежного обжатия шеек (см. рис. 2, а, б).

В многоцилиндровом двигателе для повышения равномерности работы необходимо, чтобы рабочие ходы поршней в отдельных цилиндрах чередовались через равные углы поворота вала или через равные промежутки времени. Чередование рабочих ходов в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров зависит от расположения кривошипов коленчатого вала один относительно другого. Угол установки соседних кривошипов определяют числом тактов двигателя и количеством его цилиндров, который равен углу поворота вала за весь цикл, разделенному на число цилиндров.

Следовательно, кривошипы двигателя должны быть повернуты друг относительно друга на угол α=360:z — у двухтактного двигателя и α=720:z — у четырехтактного (z — число цилиндров). Так, у восьмицилиндрового двухтактного двигателя кривошипы располагаются через 360°: 8 = 45°.

Последовательность (порядок) работы цилиндров бывает различной. При ее выборе по возможности стремятся облегчить работу рамовых подшипников. Для этого нужно, чтобы рабочие ходы в стоящих рядом цилиндрах не следовали друг за другом. Это может быть, например, у двухтактного восьмицилиндрового двигателя с порядком работы 1—8—3—5—2—7—4—6 или у четырехтактного шестицилиндрового с очень распространенной последовательностью 1 —5—3—6—2—4.

При выборе порядка работы цилиндров стремятся достичь наиболее полной уравновешенности сил инерции деталей кривошипно-шатунного механизма.

Технические требования на коленчатый вал — ЭнергоТехСтрой, Челябинск

Коленвал и вкладыши Т-170

1. 1. Коренные и шатунные шейки должны быть прошлифованы, если износ шеек превышает 0,25 мм или овальность их больше 0,17 мм. Шейки коленчатого вала шлифуйте на размеры, указанные в таблице под размеры ремонтных вкладышей. Для одного вала все одноименные шейки должны быть одного ремонтного размера.


2. 2. Коленчатый вал балансируется высверливанием металла в противовесах, поэтому противовесы не снимайте, не переставляйте и не подвергайте обработке. Момент затяжки болтов крепления противовесов 150…190 Н.м (15…19 кгс.м).


3. 3. Полости в шатунных шейках должны быть очищены от загрязнений.

   Для очистки масляных каналов от металлических загрязнений пользуйтесь намагниченным стержнем, который вводится в каналы вала, затем извлекается вместе с прилипшими частицами загрязнений.



4. 4. Нормальный рабочий зазор в вертикальной плоскости между вкладышем и шейкой равен:
   • для коренных подшипников — 0,09…0,154 мм;
   • для узких вкладышей пятой коренной шейки и маслосгонной резьбой вала — 0,21…0,274 мм;
   • для шатунных подшипников — 0,1…0,164 мм.
   
   Если зазор в подшипниках коленчатого вала превышает 0,30 мм, замените изношенные вкладыши. При обнаружении на узких вкладышах уплотнения заднего коренного подшипника следов касания шейкой коленчатого вала, вкладыши заменяйте во избежание утечки масла из блока.


5. 5. Осевой люфт коленчатого вала 0,04…0,59 мм. Допускается увеличение, продольного люфта вала вследствие износа до предельной величины не более 1,0 мм.


6. 6. Коленчатый вал поставляется в запасные части комплектно с коренными и шатунными вкладышами (комплект 16-03-126СП).


7. 7. По диаметру коренных и шатунных шеек коленчатые валы разбиваются на размерные группы. В таблице приведены обозначения, размеры и маркировка коленчатого вала, шатунных и коренных вкладышей, сопрягаемых с соответствующими по размерам шейками вала.

Обозначения, размеры и маркировка коленчатого вала

Коленчатый вал
	Диаметры шеек, мм
Обозначение	коренных	шатунных	Маркировка
16-03сп112ОКШ	95,21-0,023	92,21-0,023	ОКШ
16-03сп112	94,96-0,023	91,96-0,023
16-03cnl12ОК	95,21-0,023	91.96-0,023	ОК
16-03сп112ОШ	94,96-0,023	92,21-0,023	ОШ

 

Размеры и маркировка вкладышей

Вкладыши
шатунные		коренные
толщина, мм	марки­ровка	толщина, мм	марки­ровка
3,875-0,03	БН1	3,875-0,025	БН1
4,0-0,03	БН2	4,0-0,025	БН2
4,0-0,03	БН2	3,875-0,025	БН1
3,875-0,03	БН1	4,0-0,025	БН2

---

все инструкции

Коленчатый вал — RacePortal.ru

Шейки подшипников, в которых коленчатый вал вращается в блоке цилиндров, называются коренными шейками. Шейки подшипников, вращающиеся внутри нижней (большой) головки шатуна, называются шатунными шейками.

Именно коленчатый вал превращает возвратно-поступательное движение поршня в круговое вращение. Расстояние между осями коренных и шатунных шеек, называемое радиусом кривошипа (R), является одним из основных технических показателей коленчатого вала и всего двигателя. Длина хода поршня в цилиндре, равная удвоенной величине радиуса кривошипа, зависит только от этого показателя. А от длины хода поршня зависит объём цилиндра двигателя. Изменяя длину радиуса кривошипа, при неизменном диаметре цилиндра, можно изменять объём цилиндров двигателя. При этом, правда, изменяются некоторые технические характеристики двигателя, изменение которых можно использовать в необходимом направлении. При конструировании двигателя, для достижения желаемых технических характеристик, очень тщательно подбирается соотношение между длиной хода поршня и диаметром цилиндра. Двигатели, в которых ход поршня больше диаметра цилиндра, называются длиноходными. Двигатели, у которых ход поршня меньше диаметра цилиндра, называются короткоходными. Короткоходные двигатели позволяют поднять скорость вращения двигателя и благодаря этому увеличить максимальную мощность двигателя, но длиноходные двигатели имеют больший крутящий момент в диапазоне низких оборотов и они более экономичны. Это ещё один из примеров, что конструкторская работа это постоянное нахождение компромиссов в технике.

Далее мы убедимся, что изменение одного параметра двигателя (и автомобиля) почти всегда приводит к изменению других его параметров, причём, чаще всего, не в лучшую сторону, что довольно часто не учитывают специалисты по тюнингу.

Во время работы двигателя на коленчатый вал воздействуют очень большие изгибающие и закручивающие нагрузки, поэтому вал должен быть очень прочным. Способность вала сопротивляться нагрузкам зависит от материала, из которого сделан вал и от его конструкции, при этом стоимость изготовления вала тоже имеет большое значение в конкурентной борьбе.

Если с каждой стороны шатунной шейки находится коренная шейка, такой вал называется полноопорным. Ясно, что он будет лучше противостоять изгибающим нагрузкам. Коленчатый вал двигателя V8 значительно короче коленчатого вала рядного 8-ми цилиндрового двигателя, поэтому его способность сопротивляться закручивающим нагрузкам будет значительно выше. Для исключения концентрации напряжений, способных разрушить вал, переход каждой поверхности вала в другую (галтели) осуществляется под некоторым радиусом.

Сопряжение поверхностей

1.Поверхности радиального вкладыша  2.Галтель  3.Поверхность упорного вкладыша

Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал

Прочность коленчатого вала зависит не только от его конструкции, но и от материалов, из которых изготовлен коленчатый вал. Подбор необходимого материала ещё один из примеров компромисса. Чаше всего возникает компромисс между ценой и прочностью, но при этом, для обеспечения необходимой надёжности, необходимо учитывать степень форсированности двигателя, весовые и геометрические характеристики вала. Коленчатый вал двигателей серийных автомобилей, в целях обеспечения расчётной себестоимости производства, изготавливается из литого чугуна. Двигатели более форсированных спортивных автомобилей имеют коленчатый вал, изготовленный методом ковки из низколегированной стали. Кованные коленчатые валы имеют явное преимущество по весовым, габаритным и прочностным характеристикам перед валами, изготовленными методом литья, поэтому эти валы, в последнее время, находят большее применение. Иногда, когда цена не имеет доминирующего значения, коленчатый вал может быть изготовлен методом точения и другой механической обработки, из целого куска высококачественной стали. При этом большая часть дорогого материала идёт в отходы, но так создаются дорогие валы для дорогих двигателей.

Как коренные, так и шатунные шейки коленчатого вала, вращаются в подшипниках скольжения. Есть очень небольшое количество коленчатых валов, вращающихся в подшипниках качения, но широкого распространения такие конструкции не имеют. Коленчатый вал, предназначенный для установки в подшипники качения должен быть разборным и поэтому иметь довольно сложную и не совсем надёжную конструкцию. Вращающиеся в подшипниках скольжения, шейки коленчатого вала должны иметь поверхность, имеющую очень высокую способность сопротивления износу. Поэтому эти поверхность, как и поверхности, контактирующие с сальниками, подвергаются различным способам поверхностного упрочнения, чаше всего закалкой при помощи токов высокой частоты, азотированием и качественной механической обработкой.

Конструкция коленчатого вала

Конструкция коленчатого вала очень сильно зависит от количества цилиндров двигателя и их конфигурации. От этого зависит количество и расположение коренных и шатунных шеек, а, например, в двигателях V6, в которых поршни двух рядов цилиндров подсоединены к общему коленчатому валу, в зависимости от угла развала блока цилиндров, имеется угловое смещение шатунных шеек по окружности вала. Расположение шатунных шеек также зависит от порядка работы цилиндров двигателя. В американских двигателях V8 применяется коленчатый вал, напоминающий крест, в то время как на европейских двигателях V8 спортивных автомобиле применяется плоский коленчатый вал.

Но в конструкции всех коленчатых валов есть много общего. Подшипники качения коренных и шатунных шеек имеют вкладыши, изготовленные из стальной ленты с внутренней поверхностью из износостойкого материала с низким коэффициентом трения. При наличии необходимой смазки, вкладыши обеспечивают легкое вращение вала в подшипниках продолжительное время. Для предотвращения проворачивания вкладышей подшипников вкладыши имеют специальные выступы, которые устанавливаются в выемки корпуса подшипников, но на некоторых современных двигателях применяются вкладыши, фиксируемые только за счёт тугой посадки. Во время ремонта, при необходимости, сильно изношенные вкладыши можно заменить. Более того, выпускаются специальные ремонтные вкладыши нескольких ремонтных размеров увеличенной толщины, которые позволяют проводить перешлифовку шеек коленчатого вала, что значительно снижает стоимость ремонта, поскольку новый коленчатый вал стоит достаточно дорого.

Вкладыши коренных подшипников имеют масляные канавки, по которым масло от коренных подшипников, через каналы в коленчатом валу, поступает к шатунным подшипникам. В последнее время канавку стали делать только в одном нижнем вкладыше. Это делается для снижения удельного давления на нижний, более нагруженный вкладыш, поскольку отсутствие масляной канавки увеличивает площадь поверхности вкладыша, контактирующей с поверхностью шейки вала. При установке вкладышей вкладыш без масляной канавки устанавливается в крышку коренного подшипника.

Специальные упорные полукольца (вкладыши) предотвращают осевое перемещение коленчатого вала. Эти упорные полукольца так же выпускаются увеличенной ремонтной толщины.

Коренные подшипники вала устанавливаются в постели, изготовленные непосредственно в блоке цилиндров. Сверху коренная шейка вала крепится крышкой коренного подшипника. При производстве базовые отверстия всех коренных подшипников обрабатывается одновременно, за один проход режущего инструмента. Поэтому не допускается замена крышек коренных подшипников, их перестановка в одном комплекте и установка их другой стороной. Перед снятием крышек коленчатого вала убедитесь, что на крышках имеются соответствующие установочные метки, однозначно определяющие место и направление установки каждой крышки. При отсутствии таких меток нанесите соответствующие метки самостоятельно, используя методы, описанные в специальной литературе. Предпочтительно не использовать метод кернения для нанесения меток на крышки коренных или шатунных подшипников. Лучше использовать специальные фломастеры, краску или алмазные надфили, но при этом необходимо учитывать, что перед сборкой все детали двигателя промываются в растворителях, в результате чего фломастер может быть смыт.

Нелишне напомнить, что затягиваются болты крепления крышек строго установленным моментом затяжки при помощи динамометрического ключа. Всё сказанное относится также и к крышкам шатунов.

Ранее было сказано, что вкладыши подшипников надёжно работают только при обеспечении необходимой смазки. Поэтому все коленчатые валы имеют внутренние масляные каналы, по которым масло под давлением подаётся от шейки коренного подшипника к шейке шатунного подшипника, а, иногда, по внутренним каналам шатунов подводится к верхней головке шатуна для смазывания поршневого пальца. К постелям коренных подшипников масло подаётся по масляным каналам блока цилиндров.

Во время работы двигателя поршень, с сопутствующими деталями совершает возвратно-поступательное движения. Для уравновешивания сил инерции этих деталей в вертикальном направлении, коленчатый вал изготавливается со специальными противовесами. Правда, при этом возникают горизонтальные колебания, но об этом будем говорить позже. К торцу заднего конца коленчатого вала крепится маховик или пластина крепления гидротрансформатора, при наличии автоматической коробки передач, с которых снимается полезная мощность двигателя. Если автомобиль укомплектован ручной коробкой передач и, соответственно маховиком, в торец заднего конца коленчатого вала вставляется передний подшипник первичного вала коробки передач. Спереди и сзади коленчатого вала имеются цилиндрические поверхности, контактирующие с уплотняющими кромками сальников, исключающих утечку масла из картера двигателя. Эти поверхности должны быть отполированы, и не иметь даже мельчайших неровностей или царапин. Кроме того, они должны быть строго параллельны центральной оси коленчатого вала. При наличии радиального биения этих поверхностей сальники быстро разбиваются, в результате чего появляется течь масла.

Во время работы многоцилиндрового двигателя рабочий такт в разных цилиндрах происходит поочерёдно в соответствии с порядком работы цилиндров. При этом возникают переменные усилия, старающиеся закрутить коленчатый вал, в результате этих усилий в валу возникают крутильные колебания.

Для противодействия крутильным колебаниям, на передний конец вала устанавливается гаситель крутильных колебаний, представляющий собой две массивные детали, соединённые упругим (резиновым) элементом. Чаще всего гаситель крутильных колебаний встроен в шкив привода вспомогательных агрегатов. Одновременно шкив служит задающим ротором датчика положения коленчатого вала.

Но в последнее время появились двигатели, в которых гаситель крутильных колебаний расположен в нутрии картера двигателя. В этом случае в виде упруго элемента применяется не резиновая вставка и цилиндрические пружины, установленные между внутренней и наружной частью гасителя. Гаситель крутильных колебаний, поглощая большое количество энергии, нагревается, поэтому гаситель, установленный внутри блока цилиндров, часто охлаждается струёй масла.

Гаситель крутильных колебаний 

1. Зубцы задающего ротора датчика положения коленчатого вала
2. Наружный маховик гасителя крутильных колебаний
3. Втулка
4. Резиновый упругий элемент
5. Шкив ремня привода вспомогательных механизмов
6. Ступица гасителя крутильных колебаний

Коленчатый вал — 2.Датчик положения коленчатого вала — 1.Гаситель крутильных колебаний

На передний конец коленчатого вала устанавливаются ведущие элементы привода газораспределительного механизма (зубчатые шкивы или звёздочки) и насоса системы смазки двигателя, также на передний конец коленчатого вала устанавливается шкив ремня привода вспомогательных агрегатов.

Полноопорный коленчатый вал двигателя R4

1. Фланец для подсоединения маховика
2. Уплотняющая поверхность заднего сальника
3. Коренные шейки
4. Шатунные шейки
5. Отверстие масляного канала коренной шейки
6. Отверстие масляного канала шатунной шейки
7. Противовес
8. Удаление металла при балансировке
9. Уплотняющая поверхность переднего сальника

Неполноопорный коленчатый вал двигателя R4

У этого коленчатого вала отсутствует коренная шейка между второй и третьей шатунными шейками.

Этот вал применялся на двигателе автомобиля Победа (М-20).

Расположение вкладышей коренных подшипников коленчатого вала

1. Верхние вкладыши (с канавками)
2. Масляные канавки (зелёные)
3. Верхние упорные вкладыши
4. Коленчатый вал
5. Внутренние масляные каналы
6. Нижние вкладыши (без канавок)
7. Нижние упорные вкладыши

 

Установка осевого упорного вкладыша

1. Верхние радиальные вкладыши
2. Верхние осевые упорные вкладыши
3. Коленчатый вал
4. Нижние радиальные вкладыши
5. Нижние осевые упорные вкладыши
6. Крышки коренных подшипников
7. Болт крышки, работающий за пределом текучести.

Коленчатый вал двигателя V8

У коленчатого вала двигателя V8 совместная шатунная шейка двух противоположных цилиндров имеет форму цилиндра.

Коленчатый вал двигателя V6

Шатунная шейка двух противоположных цилиндров коленчатого вала двигателя V6 разделена на две части, сдвинутых относительно друг друга на несколько градусов по окружности кривошипа относительно друг друга.

Передний подшипник первичного вала механической коробки передач, установленный в задний торец коленчатого вала

1. Дистанционная проставка
2. Коленчатый вал
3. Защитная крышка
4. Шариковый подшипник
5. Болт крепления маховика
6. Маховик

Измерение осевого люфта коленчатого вала

Установите штатив индикатора. Если блок цилиндров чугунный установите штатив на магнитной основе,если блок цилиндров из алюминиевого сплава установите кронштейн, используя любое резьбовое отверстие блока цилиндров. Используя шлицевую отвёртку как рычаг, до упора сдвиньте коленчатый вал в сторону передней части двигателя. Установите индикатора на «0». Для измерения осевого люфта при помощи отвёртки переместите вал назад. Определите показание индикатора. Если удобно, индикатор можно установить и на переднюю стенку блока цилиндров.

Снятие и установка коленчатого вала

Перед снятием коленчатого вала замерьте и запишите осевой люфт вала, это несколько облегчит подбор толщины упорных осевых вкладышей. Определите нахождение меток на крышках коренных подшипников и блоке цилиндров, определяющих место и направление установки крышек коренных подшипников. В случае отсутствия таких меток (что бывает крайне редко), нанесите метки, однозначно определяющие расположение крышек.

Будьте осторожны, не путайте метки расположения крышки на блоке с метками размерной группы установленных вкладышей, которые могут иметь цифровое обозначение. В случае необходимости обратитесь к руководству по ремонту автомобиля.

Снимите все детали, мешающие снятию коленчатого вала: шкив привода вспомогательных агрегатов с гасителем крутильных колебаний, зубчатый шкив или звёздочку привода газораспределительного механизма, передний и задний сальники коленчатого вала и маховик. Иногда необходимо снять маслоприемник масляного насоса, отдельный задающий ротор датчика положение коленчатого вала и другие детали, указанные в руководстве по ремонту.

В некоторых руководствах по ремонту (мануалах) указывается очерёдность и метод откручивания болтов крышек коренных подшипников коленчатого вала, но в большинстве руководств это не упоминается. Но, даже если в руководстве очерёдность откручивания болтов не указана, это совсем не значит, что можно откручивать болты в любой очерёдности. Просто составители руководств справедливо считают, что профессиональный автомеханик знает, как это правильно делается. Но у нас часто и профессиональные мотористы откручивают болты, начиная с одного края и до другого края за один проход. Довольно часто приходится слышать возражения, я так делаю 20 лет, и все собранные мной двигатели работали нормально. Это не совсем так, может при правильной сборке срок службы двигателя, зависящий от многих причин, мог быть больше или вибрации двигателя были бы меньше.

Если в руководстве по ремонту конкретного двигателя указана очерёдность откручивания болтов, выполняйте указания руководства. Если подобных указаний нет, откручивайте болты по спирали, начиная от краёв и постепенно перемещаясь к центру. Не откручивайте болты сразу за один проход, болты необходимо откручивать за несколько проходов. При первом проходе, перемещаясь строго по спирали, отверните каждый болт не более чем на 1/4 оборота. При втором проходе ещё несколько ослабьте затяжку болтов и только при третьем, или лучше четвёртом, проходе выверните болты полностью и снимите.

Метод спирали также используется при снятии и установке различных крышек и корпусных деталей. При этом при снятии начинайте откручивать крепёжные элементы, болты или гайки с краёв, постепенно с двух сторон перемещаясь к центру, а при установке начинайте затягивать крепёжные элементы, начиная от центра и перемещаясь к краям.

Снимите крышки коренных подшипников, не допуская падения вкладышей, и расположите их строго в последовательности как они стояли на двигателе.Снимите коленчатый вал. Если предполагается последующая установка снятого коленчатого вала совместно со старыми вкладышами, извлеките вкладыши из постелей блока цилиндров и расположите их так, чтобы была возможность установки каждого вкладыша именно на то место, откуда он был снят при разборке. Даже если вкладыши будут меняться, всё равно расположите снятые вкладыши в порядке из расположения на двигателе. Анализ состояния и износа вкладышей поможет определить некоторые неисправности двигателя.

Если коленчатый вал имеет общий корпус крышек коренных подшипников, как находящийся внутри масляного поддона, так и являющийся структурой двигателя, откручивайте болты строго в очерёдности, указанной в руководстве по ремонту и также за несколько проходов. Если руководством по ремонту допускается повторная установка болтов, сделайте из картона шаблон с отверстиями соответствующий по форме блоку крышек коренных подшипников, и устанавливайте каждый снятый болт в необходимое отверстие. Болты крепления блока крышек могут отличаться не только по диаметру, но и по шагу резьбы, общей длине болта или длины резьбовой части. При сборке каждый болт необходимо устанавливать строго на то место, откуда он был снят при разборке.

Тщательно проверьте состояние всех элементов – коленчатого вала, крышек коренных подшипников, радиальных и осевых вкладышей, болтов крепления крышек коренных подшипников.

Проявляйте особую осторожность при снятии коленчатого вала, не допускайте повреждения полированных поверхностей шеек подшипников или контактных поверхностей переднего и заднего сальников.

Очередность откручивания болтов

 

Очерёдность затяжки болтов

Проверка коленчатого вала

Визуально проверьте состояние поверхностей коленных и шатунных шеек на наличие рисок и задиров. Проверьте состояние упорных поверхностей коленчатого вала, контактирующих с осевыми упорными вкладышами. При помощи нутромера с часовым индикатором замерьте расстояние между опорными поверхностями вала, контактирующими с осевыми упорными вкладышами.

Проверьте поверхности, контактирующие с уплотняющими кромками переднего и заднего сальников коленчатого вала. Проверьте посадочные поверхности маховика, зубчатого шкива или звёздочки и гасителя крутильных колебаний. При обнаружении повреждения указанных поверхностей вал необходимо заменить или отремонтировать.

При помощи микрометра проведите необходимые замеры всех коренных и шатунных шеек для определения недопустимого износа, конусности и овальности шеек. На каждой шейке необходимо произвести не менее четырёх замеров. Диаметр шейки измеряется с каждой стороны шейки в двух перпендикулярных направлениях. После замеров вычтите из большего размера меньший и определите конусность и овальность каждой шейки. Для определения износа учитывайте самый меньший диаметр из измеренных. Сравните полученные значения износа, конусности и овальность с данными в руководстве по ремонту. Если хоть одно из полученных значений превышает установленную норму, вал необходимо заменить или отремонтировать. Установите коленчатый вал в центры или на V-образные призмы.

Установите индикатор точно по середине центральной коренной шейки и замерьте радиальное биение вала. Действительное радиальное биение вала равно половите значения, замеренного индикатором. Если радиальное биение вала превышает норму, указанную в руководстве, вал необходимо заменить или отремонтировать.

Не только ремонт, но и указанные проверки лучше выполнять в условиях специальных предприятий, имеющих точный мерительный инструмент, специальные станки и квалифицированный, по данному роду работ, персонал.

Измерение износа опорных поверхностей

 

Проверка состояния коренных и шатунных шеек. 1 – Шейка с задирами 2 – Исправная шейка

Проверка радиального биения вала

1. Индикатор
2. Штатив индикатора
3. Проверяемый коленчатый вал
4. Центры или V-образные призмы

1. Ось идеального вала
2. V-образные призмы
3. Действительная ось коленчатого вала

Установите коленчатый вал в центры или на V-образные призмы. Установите штатив индикатора напротив центральной коренной шейки. Прижмите щуп индикатора к поверхности шейки. Медленно поворачивая коленчатый вал, при помощи индикатора определите самое низкое положение центра вала. Установите шкалу индикатора на «0». Медленно поворачивая коленчатый вал, определите самое высокое положение вала. Считайте показание индикатора. Истинное биение вала равно половине показания индикатора. Сравните вычисленное биение вала с техническими требованиями.

Ремонтные размеры

Многие заводы-изготовители двигателей выпускают вкладыши подшипников коренных и шатунных шеек коленчатого вала ремонтных размеров. Эти вкладыши имеют увеличенную толщину. Для отечественных автомобилей обычно выпускаются вкладыши одного номинального и четырёх ремонтных размеров. Вкладыши ремонтных размеров имеют обозначения: +0,25; +0,50; +0,75 и +1,0. При ремонте коленчатого вала шейки вала перешлифовываются так, чтобы соответствовать ремонтному размеру после устранения всех выявленных геометрических искажений формы шеек вала. Обратите внимание, что ремонтный размер указывает изменение диаметра шейки, а не толщины вкладыша. То есть каждый вкладыш +0,25 будет толще номинального не на 0,25 мм, а на 0,25 / 2 = 0,125 мм, что соответствует уменьшению внутреннего диаметра подшипника на 0,25 мм.

Соответственно шейки вала ремонтных размеров имеют обозначение -0,25; -0,50; -0,75 и -1,0. В этом случае диаметр шейки вала изменяется именно на указанную величину.

Так же выпускаются ремонтные осевые упорные вкладыши (полукольца) увеличенной толщины. Эти вкладыши предназначены для регулирования осевого люфта коленчатого вала.

Некоторые заводы-изготовители вкладыши ремонтных размеров не выпускают. В этом случае при обнаружении того, что геометрические размеры шеек вала выходят за установленные ограничения, необходимо заменить коленчатый вал.

Не путайте вкладыши ремонтных размеров с вкладышами селективной подборки, обычно имеющие цветовые метки, также имеющие некоторые различия по толщине. Вкладыши селективной подборки предназначены для точного подбора необходимого зазора в подшипнике, с учетом в различия в точности обработке диаметра коренных и шатунных шеек.

Если приходится ремонтировать автомобиль, ранее принадлежащий другому владельцу, вполне возможно, что коленчатый вал уже подлежал ремонту. Поэтому после снятия коленчатого вала обязательно замерьте диаметр шеек, и определите, к какому ремонтному размеру относится вал.

Зазор в коренных и шатунных подшипниках

Масло, поступающее в подшипники скольжения коренных и шатунных шеек, выполняет три функции, смазывает трущиеся поверхности, вымывает продукты износа трущихся поверхностей и производит охлаждение трущихся поверхностей. Поэтому, для обеспечения необходимого охлаждения подшипника, при конструировании двигателя, в зависимости от степени форсирования двигателя, определяется количество масла, проходящего через подшипник скольжения. Это количество регулируется зазором в подшипнике. Некоторые форсированные двигатели для увеличения общего количества проходящего через подшипник масла имеют специальную канавку для отвода масла из зазора подшипника.

Обычно зазор в коренных и шатунных подшипниках указывается в руководстве по ремонту автомобиля. При ремонте двигателя в условиях специализированного предприятия специалисты, производящие перешлифовку коленчатого вала, обеспечиваю необходимый зазор в подшипнике.Определения зазора в подшипнике при помощи измерения отверстия при помощи нутромера и измерения диаметра шейки при помощи микрометра

Установка вкладыша в крышку коренного подшипника

Измерение внутреннего диаметра коренных подшипников

Направление измерений внутреннего диаметра коренного подшипника для определения износа, овальности и конусности

Измерение диаметра коренной шейки при помощи микрометра для определения износа, овальности и конусности шейки.

Для измерения зазора, убедившись в чистоте всех деталей, установите вкладыши в постели подшипников в блоке цилиндров и в крышки коренных подшипников. Вставьте фиксирующие выступы вкладышей в специальные выемки в постели и крышке подшипника. Вкладыши некоторых двигателей не имеют фиксирующих выступов, в таких двигателях вкладыши удерживаются от прокручивания за счёт затяжки крышки подшипника. В этом случае измеряется на соответствие технической норме выступание вкладыша относительно соединительной поверхности.

Затяните болты крышек коренных подшипников моментом затяжки, указанным в руководстве по ремонту. При помощи нутромера замерьте внутренние диаметры всех коренных подшипников и запишите результаты измерений. Проводите измерение в направлениях указанных на рисунке, это поможет определить правильность установки вкладышей подшипников.

При помощи микрометра замерьте наружный диаметр шейки вала и запишите результаты измерений. Для определения зазора в каждом подшипнике вычтите из диаметра отверстия диаметр соответствующей шейки вала.

Не зависимо от того, каким способом подбирались вкладыши, для обеспечения необходимого зазора, при помощи подбора вкладышей с использованием цветовых меток или при помощи измерения обязательно проведите окончательное измерение зазора при помощи индикаторной пластмассовой проволоки «Plastigage».

Измерение зазора в подшипнике при помощи «Plastigage»

Установка измерительной проволоки «Plastigage»

Измерение ширины расплющенной проволоки и определение зазора в подшипнике

Определение зазора в коренных и шатунных подшипниках при помощи пластиковой проволоки «Plastigage» можно считать не только самым точным, но и самым дешёвым способом. Для его проведения не требуется приобретения дорогого мерительного инструмента. Многие заводы-изготовители рекомендуют обязательно проводить окончательный контроль зазора в подшипниках только этим способом. Во многих странах измерение зазоров при помощи «Plastigage» производится уже более 30 лет.

Измерительная пластиковая проволока «Plastigage» имеет точную калибровку по диаметру и имеет стабилизированные физические свойства по всей длине проволоки в широком диапазоне температур. Разумеется, её применение при отрицательных температурах не рекомендуется, поскольку при низких температурах проволока «Plastigage» меняет свои физические свойства и становится хрупкой. Не следует проводить подобные измерения также при очень высокой температуре. Хрупкой проволока может стать также в результате длительного хранения.

Внимание! Перед началом измерения зазора внимательно ознакомьтесь с инструкцией по применению измерительной проволоки «Plastigage». Измерительная проволока может быть предназначена для измерения ограниченного диапазона зазоров.

Перед проверкой тщательно очистите и обезжирьте все детали – коленчатый вал, вкладыши подшипников и места установки вкладышей, как в блоке цилиндров, так и в крышках коренных подшипников, при измерении зазоров в коренных подшипниках. При измерении зазоров в шатунных подшипниках, соответственно, очистите места установки вкладышей в шатунах и крышках шатунов. Убедитесь, что под вкладыши не попали никакие посторонние материалы. Наличие посторонних материалов не только исказит результаты измерения, но и в дальнейшем ускорит износ вкладыша.

Не применяя никакой смазки, осторожно установите именно те вкладыши, которые будут использоваться. Отрежьте куски измерительной проволоки «Plastigage» длиной чуть меньше ширины шеек. И положите куски проволоки строго вдоль оси коленчатого вала.

Внимание! После установки измерительной проволоки на шейки вала не допускается даже минимальное вращение вала. Даже небольшое смещение вала приведёт к искажению измерений.

Установите крышки подшипников и, используя динамометрический ключ и, при необходимости, измеритель угла доворота болта затяните болты крышек коренных (шатунных) подшипников. Болты крышек коренных подшипников затягивайте строго в установленной очередности за несколько проходов, в соответствии с методикой установки коленчатого вала.

В соответствии с методикой снятия коленчатого вала снимите все крышки коренных подшипников. При помощи специального шаблона, входящего в комплект «Plastigage» определите ширину расплющенной проволоки и на основании этого определите зазор в подшипнике.

Если зазор не соответствует установленной технической норме, подберите вкладыши другой толщины. Если при помощи подбора вкладышей не получается установить рекомендованный техническими нормами зазор, отремонтируйте или замените коленчатый вал.

Ширина расплющенной измерительной проволоки должна быть одинаковая по всей длине одного куска. Если ширина расплющенной измерительной проволоки имеет различное значение по длине, в подшипнике имеется конусность. Придётся проверить конусность шейки коленчатого вала и конусность отверстия подшипника.

При помощи измерительной проволоки можно проверить и овальность шейки коленчатого вала (но не отверстия подшипника). Для этого после измерения зазора в подшипнике указанным способом, поверните коленчатый вал на 90º — 100º и ещё раз выполните измерение зазора. По разности двух измерения можно определить овальность шейки коленчатого вала.

После выполнения всех измерения тщательно удалите остатки измерительной проволоки. В целях исключения повреждения поверхности шеек вала, не применяйте для удаления проволоки металлические предметы. Остатки проволоки легко удаляются при помощи растворителя.

Установка коленчатого вала

Главное чистота! Часто при снятии двигателя автомеханик видит его с довольно неприглядной стороны. Почти на всех старых двигателя присутствуют подтёки масла с налипшими на него толстым слоем частицами грязи. Но это совсем не значит, что при ремонте двигателя можно занизить требования к чистоте. При ремонте двигателя, как и при ремонте некоторых других агрегатов автомобиля, например автоматической коробки передач или рулевого механизма с гидравлическим усилителем, требуется чистота, соизмеримая с чистотой в медицинских учреждениях.

Перед установкой коленчатого вала ещё раз очистите все устанавливаемые детали, особенно постели установки вкладышей. Наличие даже чистого масла на поверхностях установки вкладышей не допускается, Тем более не допускается присутствия на этих поверхностях любых посторонних материалов.

Тщательно промойте коленчатый вал, при помощи специального ершика очистите масляные каналы коленчатого вала и продуйте их сжатым воздухом.

В руководстве по ремонту двигателя ознакомьтесь с расположением всех вкладышей. Почти всегда все верхние вкладыши (устанавливаемые в блок цилиндров) имеют одинаковую конструкцию, но встречаются двигатели, в которых двигатели различных шеек имеют различную конструкцию. Верхние вкладыши часто отличаются от нижних (устанавливаемых в крышки коренных подшипников) наличием масляной канавки посередине вкладыша. Если по каким-либо причинам устанавливаются снятые вкладыши, устанавливайте их только на то место, в котором они находились до снятия. Новые вкладыши устанавливайте только на то место, где они находились при проверке зазоров в подшипниках.

Не нанося на вкладыши или на место их установки масла, стараясь не прикасаться руками к рабочим поверхностям вкладышей, установите верхние вкладыши, установив упоры вкладышей в специальные паза. Если вкладыши не имеют специальных упоров от проворачивания, установите вкладыши так, что бы оба конца вкладыша находились на одинаковой высоте относительно установочной поверхности блока цилиндров.

Не нанося на вкладыши или на место их установки масла, установите верхние полукольца упорных осевых подшипников. Устанавливайте упорные полукольца так, чтобы масляные канавки, имеющиеся на упорных полукольцах, были направлены в сторону упорных поверхностей коленчатого вала.

Не дотрагиваясь руками до рабочих поверхностей вкладышей, при помощи маслёнки нанесите на все вкладыши обильный слой чистого масла, которое будет заливаться в двигатель. Некоторые производители рекомендуют при ремонте наносить на вкладыши специальное ремонтное мало.

Нанесите масло на поверхности коренных шеек коленчатого вала. Стараясь не сместить установленные верхние вкладыши, осторожно установите коленчатый вал в блок цилиндров. При установке коленчатого вала примете все меры предосторожности, исключающие повреждение поверхностей коренных и шатунных шеек, а также полированных уплотнительных поверхностей вала, контактирующих с уплотнительными кромками переднего и заднего сальников коленчатого вала.

Не нанося на вкладыши или на место их установки масла, стараясь не прикасаться руками к рабочим поверхностям вкладышей, установите нижние вкладыши в крышки подшипников, установив упоры вкладышей в специальные пазы крышек. Установите нижние упорные полукольца. При помощи маслёнки нанесите чистое моторное масло на вкладыши.

Крышки коренных подшипников допускается устанавливать только на то место, откуда они были сняты при разборке. Устанавливайте крышки руководствуясь установочными метками, имеющимися на крышках и блоке цилиндров. Крышки можно устанавливать только в одном направлении. Иногда на крышки наносятся цифровые метки обозначающие группу отверстия под подшипник, не путайте эти метки с установочными метками.

Крышки коренных подшипников в некоторых случаях устанавливаются при помощи направляющих втулок или штифтов, но чаще направляющим элементом служит болт крепления крышки. Блок общих крышек коренных подшипников всегда устанавливается при помощи направляющих втулок.

Перед установкой крышек необходимо проверить состояние болтов крепления крышек. Строго выполняйте указания руководства по ремонту автомобилей. Некоторые производители указывают на недопустимость повторной установки снятых болтов, некоторые производители допускают установку болтов ограниченное число раз, иногда требуется проверка общей дины болта или диаметра его зауженной части. В общем, резьбовое соединение крышек коренных подшипников является очень критическим местом. При замене болтов допускается установка только специальных болтов, выпушенных заводом-изготовителем и приобретённым строго по каталогу запасных частей.

Установка крышек коренных подшипников

Перед установкой болтов нанесите на резьбовую часть болта и упорную поверхность головки болта масло, в строгом соответствии с указаниями по ремонту. Излишнее масло удалите. Не выполнение этого правила не позволит обеспечить необходимую силу прижатия крышки, даже при применении динамометрического ключа.

Установите крышку и, прижимая крышку руками, заверните болты крепления крышки только усилием руки. Установите все остальные крышки. Затягивайте болты крышек коренных подшипников, за несколько проходов, в строгом соответствии с очерёдностью, указанной в руководстве по ремонту. В случае отсутствия прямого указания очерёдность, руководствуйтесь указаниями стандартной установки коленчатого вала. При затяжке болтов обязательно используйте динамометрический ключ. При установке болтов, работающих за пределом текучести, используйте специальный транспортир, точно определяющий угол доворота болта или используйте для этих целей специальные метки, нанесённые на головку болта фломастером.

После установки коленчатого вала обязательно проверьте лёгкость вращения вала в подшипниках. Но для подобной проверки необходимо иметь некоторый опыт по определению лёгкости вращения правильно собранного двигателя.

При затруднённом вращении коленчатого вала, работу по установке вала придётся повторить, при этом необходимо точно определить причину затруднённого вращения вала.

Установка вкладыша коренного подшипника.

Грязь, попавшая под установленный вкладыш во время ремонта, приведёт к быстрому разрушению вкладыша.

Прочистка масляных каналов коленчатого вала

 

Коренная шейка коленчатого вала – АвтоТоп

Проверка зазора в коренном подшипнике

1. Снимите крышку коренного подшипника и нижний вкладыш.
2. Очистите подшипник и коренную шейку коленчатого вала.
3. Уложите отрезок пластичного калибра на каждую коренную шейку коленчатого вала.
4. Установите крышки подшипников и затяните винты крепления. Момент затяжки: 54-59 Нм.

Примечание: не поворачивайте коленчатый вал.

1. Снимите крышку и нижний вкладыш подшипника.
2. С помощью контрольной шкалы измерьте ширину расплющенного участка калибра в самом широком месте. Номинальный зазор: 0,022-0,040 мм.

20.Если зазор превышает максимально допустимое значение, замените вкладыш коренного подшипника новым с аналогичной маркировкой и повторите проверку.

Внимание: механическая обработка вкладышей или крышки недопустима.

20.Если зазор в новых подшипниках все равно не соответствует требуемой величине, подберите вкладыш большего или меньшего размера (в соответствии с маркировкой) и повторите проверку.

Примечание: если требуемая величина зазора не достигается подбором подшипников, замените коленчатый вал.

Маркировка опор коленчатого вала

Примечание: буквенная маркировка всех пяти опор коленчатого вала выбита на нижней части блока цилиндров.

Метка	Внутренний диаметр, мм
а	54,000-54,006
b	54,006-54,012
с	54,012-54,018

Маркировка коренных шеек коленчатого вала

Метка	Диаметр шейки, мм
а	49,962-49,968
b	49,956-49,962
с	49,950-49,956

Примечание: маркировка всех пяти коренных шеек коленчатого вала выбита на переднем противовесе коленчатого вала.

1. Буквенная маркировка размерной группы коренных шеек

Маркировка коренного подшипника

Класс

Цветовая

маркировка

Толщина вкладыша, мм№1,2,4,5№3ААСиний2.014-2.0172,011-2,014АЧерный2,011-2.0142,008-2,011В—2,008-2.0112,005-2,008СЗеленый2,005-2,0082,002-2,005DЖелтый2,002-2,0051,999-2,002

1. Буквенная маркировка вкладыша
2. Цветовая метка

Таблица для подбора вкладышей коренных подшипников

Маркировка вкладыша коренного подшипника в зависимости от размерной группы посадочного отверстия в блоке цилиндров
Размерная группа а	Размерная группа b	Размерная группа с
Маркировка размерной группы коренной шейки	а	D(желтый)	С (зеленый)	В(-)
b	С (зеленый)	В(-)	А (черный)
с	В(-)	А (черный)	АА(синий)

Проверка осевого разбега коленчатого вала

21.Индикатором измерьте осевой разбег коленчатого вала, перемещая его отверткой вперед и назад. Номинальное значение: 0,05-0,175 мм. Предельное значение: 0,2 мм.

22.Если измеренное значение больше предельно допустимого, замените упорный подшипник.

Проверка геометрических параметров

23.Микрометром измерьте диаметр всех коренных и шатунных шеек.

Коренная шатунная шейка – коленчатый вал

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала выполняют одинакового диаметра; шатунные шейки обычно имеют меньший диаметр. Коренные и шатунные шейки шлифуют; при этом допуск на диаметр должен быть выдержан в пределах 6 – 10 мкм, отклонение от круглости и цилиндр ич-ности до 3 мкм, параметр шероховатости Ra 0 63 мкм, отклонение от параллельности осей коренных и шатунных шеек 6 – 8 мкм. [2]

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала тщательно шлифуют и полируют. [3]

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала закаливают и отпускают до требуемой твердости. Режим термической обработки устанавливается в зависимости от марки применяемой стали. Эта операция необходима для обеспечения износоустойчивости коренных и шатунных шеек коленчатого вала. [4]

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала ввиду большой их твердости могут обрабатываться только шлифованием. Большая первоначальная глубина закаленного слоя исключает необходимость в термической обработке шеек после их шлифования под ремонтные размеры. Шлифование производится электрокорундовым кругом на керамической связке твердостью СТ2 или СТЗ и зернистостью 46 с обильным охлаждением. Скорость вращения шлифовального-кр – yta – 32 – 35 м / coit – я-коленчатого-вшга-бколо lOV – 12 м / мин для шатунных и 20 – 24 м / мин – для коренныхТПеекТпо – – перечная подача круга не должна превышать 0 006 мм на один оборот вала. На поверхности шеек после шлифования ни в коем случае не должно быть следов цветов побежалости. [5]

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединены между собой щеками. [6]

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала закалены токами высокой частоты. [8]

Коренные и шатунные шейки коленчатых валов просверливают и рарта-чивают насквозь. Шейки и щеки / просверливают также в радиальном направлении для подвода масла, нагнетаемого через полости в вале. Коленчатые валы авиационных двигателей, в отличие-от коленчатых валов других легких двигателей ( автомобильных и тракторных), обрабатывают по воем поверхностям и полируют. [9]

Коренные и шатунные шейки коленчатых валов звездообразных моторов высверливаются и затем растачиваются. В некоторых моторах шатунная шейка растачивается изнутри не насквозь. При этом образуется глухая полость ( фиг. [10]

Шлифование коренных и шатунных шеек коленчатых валов проводят на шлифовальных станках-автоматах. Скорость шлифования ( v 45 м / с) регулируется по мере изнашивания круга. Правка осуществляется алмазным роликом по копирной линейке. [12]

Для коренных и шатунных шеек коленчатых валов автомобильных двигателей овальность, конусность и вогнутость допускаются не больше 0 01 мм; для тракторных двигателей овальность шеек – не больше 0 02 мм и конусность на длине шейки 100 мм – не более 0 03 мм. [13]

При восстановлении коренных и шатунных шеек коленчатого вала под ремонтные размеры план операций технологического процесса может быть следующим: контроль биения и правка вала при необходимости; исправление центровых фасок; нарезание резьбы ремонтного размера под храповик; восстановление шпоночной канавки и шейки под шестерню и ступицу шкива; развертывание отверстий во фланце под болты крепления маховика, под подшипник конца ведущего вала коробки передач; запрессовка втулки; тонкое растачивание отверстия под наружное кольцо шарикоподшипника; шлифование коренных и шатунных шеек; балансировка; суперфиниширование или полирование шеек; промывка масляных каналов; контроль вала. [14]

В этих условиях коренные и шатунные шейки коленчатого вала подвергаются износу. [15]

• Коленчатый вал – что это такое
• 1. Что такое коленчатый вал, его основные задачи?
• 2. Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.
• 3. Конструкция коленчатого вала.
• 4. Обслуживание коленчатого вала.

Коленчатый вал – это одна из самых важных деталей любого двигателя. Она строго индивидуальна для каждой модели автомобиля и в процессе работы притирается к конкретному двигателю.

1. Что такое коленчатый вал, его основные задачи?

Коленчатый вал (коленвал) – это главный элемент двигателя автомобиля, являющийся частью кривошипно-шатунного механизма, который преобразует энергию сгорающих в цилиндрах двигателя газов в механическую энергию.

Подбирая соотношение длины хода поршня и диаметра цилиндра, двигатель можно сделать длиноходным (ход поршня превышает диаметр цилиндра) или короткоходным (диаметр цилиндра больше, чем ход поршня). Короткоходные двигатели дают возможность повысить мощность за счёт увеличения скорости вращения. А длиноходные двигатели более экономичны и обеспечивают высокий крутящий момент на низких оборотах.

При изменении параметров коленчатого вала происходит изменение всех параметров двигателя, поэтому нужно быть предельно осторожным, тюнингуя свой автомобиль, так как технические характеристики часто меняются не в лучшую сторону.

2. Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.

Когда двигатель работает, на коленчатый вал действую сильные нагрузки. Его надёжность определяется конструкцией и материалом, из которого он изготовлен. Этот элемент двигателя, как правило, имеет цельную структуру. А потому материалы для него должны быть максимально прочными, потому что от прочности коленчатого вала будет зависеть работа всей системы.

В качестве материалов для изготовления коленвалов используют углеродистую и легированную сталь либо чугун высокой прочности. Коленвал можно изготовить методом литья, методом ковки из стали или методом точения. Заготовки получают способом горячей штамповки или способом литья. Очень важно, как расположены волокна материалов в заготовках. Чтобы не допустить их перерезания в дальнейшей обработке, применяются гибочные ручьи. Когда заготовка готова, её дополнительно обрабатывают под высокой температурой и очищают от окалины (дробомётной машиной или методом травления).

Материал и способ производства коленвала подбирается в зависимости от типа и класса автомобиля.

1. В серийных моделях коленвал производят из чугуна методом литья. Это даёт возможность уменьшить себестоимость производства и уложиться в указанные расчёты.

2. Более дорогие спортивные модели оснащают кованным стальным коленвалом. Подобные детали имеют множество преимуществ над литыми по габаритам, весу и прочности, а потому всё чаще применяются в автомобилестроении.

3. Для самых дорогих двигателей коленвал вытачивают из цельного стального куска. При этом значительная часть материала попросту становится отходами.

3. Конструкция коленчатого вала.

Конструкция коленчатого вала определяются количеством цилиндров, их конфигурацией и порядком работы, от чего зависит расположение и количество коренных и шатунных шеек. Например, в двигателях V6 присутствует небольшое угловое смещение шатунных шеек по длине вала. В американской версии двигателя V8 коленвал напоминает крест, а в европейской версии V8 для спортивных автомобилей коленвал плоский. Несмотря на всё это, конструкция разных коленчатых валов очень похожа. Конструктивно коленчатый вал состоит из таких основных элементов:

1. Коренные шейки – опорная шейка, которая находится в коренном подшипнике (располагается в картере двигателя).

2. Шатунные шейки – опорные шейки, которые связывают коленвал с шатунами (в них проходят масленые каналы для смазки) и служат опорой для шатунов.

3. Щёки вала – элемент, который связывает между собой коренные и шатунные шейки.

4. Носок (выходная передняя часть вала) – часть, на которую крепится зубчатое колесо либо шкив отбора мощности, соединяющиеся с газораспределительным механизмом, распределительным валом, гасителем крутильных колебаний, вспомогательными узлами и элементами.

5. Хвостик (выходная задняя часть вала) – часть, которая соединяется с маховиком или шестернёй отбора мощности.

6. Противовесы – элемент коленвала (по сути, продолжение щеки в противоположную сторону от шатунных шеек), который отвечает за разгрузку коренных шеек от сил инерции нижних частей шатунов и неуравновешенных масс кривошипа и обусловливают плавную работу двигателя.

7. Подшипники скольжения – обеспечивают вращение коленчатого вала на опорах. Подшипники являют собой тонкостенные вкладыши, изготовлены из стальной ленты с антифрикционным слоем. Вкладыши фиксируются в опоре выступом, который не позволяет им перекручиваться или за счёт тугой посадки. Наличие смазки обеспечивает простое вращение в подшипниках на протяжении долгого времени.

8. Упорный подшипник скольжение – элемент, который не допускает осевых перемещений коленчатого вала. Он устанавливается на крайнюю коренную шейку или на среднюю коренную шейку. Количество коренных шеек, обычно, превышает количество шатунных на единицу (такой коленвал называют полноопорным) и они имеют больший диаметр.

Коленом называют шатунную шейку, которая располагается между двумя щеками. Положение колен определяется особенностями работы двигателя, положением его цилиндров и должно обеспечивать его уравновешенность, минимальные колебания и минимальные крутильные моменты.

Место перехода шейки к щеке – это самое нагруженное место в конструкции коленвала. Для того, чтобы снизить напряжение на это место, переход делают с галтелью (радиусом закругления). Галтели увеличивают длину вала и для снижения этого значения их углубляют в шейку или щеку. Все коренные и шатунные шейки интегрированы в смазочную систему двигателя. Эти элементы смазываются под давлением. Подвод масла организован к каждой из коренных шеек от общей магистрали в индивидуальном порядке. А к шатунным шейкам масло попадает по каналам в щеках.

4. Обслуживание коленчатого вала.

Коленчатый вал, как и любая деталь автомобиля требует периодического обслуживания. Для этого нужно уметь его снимать и устанавливать обратно.

Снятие коленчатого вала производится в такой последовательности:

1. Демонтируется двигатель из автомобиля, а потом из него снимаются все элементы.

2. Двигатель переворачивается коленвалом к верху. Крышки коренных подшипников отличаются, поэтому необходимо запомнить их положение.

3. Снимаются крышки коренных подшипников.

4. Поднимается коленвал, а заднее уплотнительное кольцо снимается.

5. Снимаются коренные вкладыши с крышек коренных подшипников и блока цилиндров.

После снятия производится проверка коленчатого вала.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

1. Промыть бензином все составляющие и просушить деталь.

2. Тщательно осмотреть коленвал на наличие негативных следов от использования (трещины, сколы, сильный износ). Если же коленвал признан непригодным для дальнейшей эксплуатации, то придётся приобрести новый.

3. Прочистить, промыть и продуть сжатым воздухом все каналы для масла, предварительно открутив пробки.

4. Если на шатунных шейках обнаружены задиры или царапины, то их необходимо отшлифовать и отполировать. После этого опять следует продуть воздухом масляные каналы.

5. Осмотреть вкладыши коренных подшипников. Если на них есть дефекты, то их необходимо заменить на новые.

6. Осмотреть маховик и при обнаружении на нём дефектов, маховик стоит заменить.

7. Осмотреть подшипник носка и, если на нём есть негативные следы эксплуатации, то его нужно выпрессовать и запрессовать новый.

8. Осмотреть сальник, который находится в крышке распределительных звёздочек и при необходимости заменить эту деталь. При большом пробеге автомобиля сальник меняют в обязательном порядке.

9. Сменить и обжать набивку заднего уплотнения коленвала.

10. Проверить резиновые уплотнители, которые расположены в держателе набивки. Если они непригодны для дальнейшего использования, то их нужно заменить.

После проверки коленчатый вал необходимо установить обратно. Установка коленчатого вала производится в обратной последовательности к его снятию. Перед установкой нужно обязательно смазать все шейки и другие элементы коленвала моторным маслом. После установки следует проверить, что коленчатый вал вращается легко и плавно. В противном случае придётся его опять снять и установить заново, добиваясь плавности хода.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

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.

Коленчатый вал и его назначение

Подробно рассмотрим принцип работы коленчатого вала.

Среди всех элементов конструкции двигателя внутреннего сгорания именно коленчатый вал считается наиболее важным и дорогостоящим. И это неудивительно, ведь довольно трудно найти более ответственный элемент, чем коленчатый вал. Именно данный элемент ответственен за процесс преобразования в крутящий момент возвратно-поступательного движения поршней.

Восприятие переменных нагрузок, возникающих в результате действия сил давления газа, вращающихся и движущихся масс и их сил инерции – одна из важнейших задач, которая решается исключительно благодаря данному элементу конструкции. Коленчатый вал является цельным элементом конструкции, потому правильнее будет дать ему название “деталь”. Методы ковки стали либо литья чугуна – вот главные способы изготовления этой детали. Стоит отметить, что турбированные, а также дизельные силовые установки оснащаются коленчатыми валами из наиболее прочных видов стали, и они являются более надежными.

Схема коленчатого вала.

Рассмотрев конструкцию вала, можно увидеть, что эта деталь соединяет воедино шатунные(6) и коренные шейки(9), которые, в свою очередь, объединяются друг с другом при помощи щек(5). По количеству шеек коренные опережают шатунные на один элемент, а сам вал с подобной компоновкой называется “полноопорный”. В сравнении с шатунными шейками, коренные обладают большим диаметром. Противовес(4) является естественным продолжением щеки(5) в направлении, противоположном шатунной шейке. Основной задачей противовесов является создание условий для уравновешивания веса поршней и шатунов, что напрямую влияет на работу силовой установки, делая ее более плавной и размеренной.

Между щеками находится шатунная шейка, и она носит название “колено”. Расположение колен напрямую зависит от нескольких факторов, среди которых: количество цилиндров, порядок их работы, расположение, а также тактность силовой установки. Уравновешенность мотора обеспечивается за счет положения колен. Кроме того, от данного фактора зависит равномерность воспламенения, изгибающие моменты и наименее возможные крутильные колебания.

Шатунная шейка является важнейшей опорной поверхностью для шатунов. В V-образной силовой установке коленчатый вал создается при помощи специальных шатунных шеек удлиненной формы. На этих шейках и основывается пара шатунов правого и левого ряда цилиндров. На определенных валах таких двигателей спаренные шейки шатунов несколько сдвинуты друг против друга под углом в 18 градусов, за счет чего и обеспечивается равномерное воспламенение (данная технология более известна под названием Split-pin).

Переход к щеке от шейки считается элементом, который наиболее подвержен нагрузкам среди всех элементов конструкции коленчатого вала. Чтобы добиться снижения концентрации напряжения, переход к щеке от шейки создается с определенным радиусом закругления, который также известен как галтель. За счет галтелей длина коленчатого вала способна увеличиваться, а чтобы уменьшить длину вала, эти галтели создают с углублением в шейку либо щеку.

Подшипники скольжения – еще один важный элемент, ведь они обеспечивают вращение в шатунных шейках шатунов, а вала – в опорах. Роль подшипников выполняют специальные, произведенные из прочной стальной ленты разъемные вкладыши. На эту же ленту наносится антифрикционный слой. Но почему вкладыши не проворачиваются вокруг шейки? Все потому, что они надежно фиксируются в опоре благодаря наличию выступа. Чтобы недопустить лишних перемещений вала, применяется упорный подшипник скольжения. Этот подшипник устанавливается на крайней, либо средней шейке.

Схема системы смазки.

Шатунные и коренные шейки являются частью системы смазки двигателя, при этом сама смазка производится под давлением. Конструкцией предусмотрен подвод масла для смазки к каждой конкретной опоре коренной шейки, начинающийся от общей магистрали. В дальнейшем к шатунным шейкам масло переходит по каналам, расположенным в щеках.

С коленчатого вала мощность отбирается с хвостовика, заднего конца, а к этому концу прикрепляется маховик. Спереди на конце вала (его также называют носком) имеются посадочные места, и на этих местах закрепляется звездочка (шестерня) привода распределительного вала, специальный гаситель крутильных колебаний (во многих, но не во всех конструкциях) и шкив привода вспомогательных агрегатов. Гаситель представляет собой 2 диска, которые крепятся друг к другу при помощи материала, обладающего высокой степенью упругости (резина, пружина и силиконовая жидкость). Благодаря данному упругому материалу происходит поглощение вибраций вала через внутреннее трение.

Что такое коленчатый вал (коленвал) видео, лекция:

Графическое видео о процессе работы коленвала:

Как изготавливают коленчатый вал (видео):

Комментарии перекрытия шейки коленчатого вала

Цельный (литой, кованый или цельный) коленчатый вал с подшипником скольжения является основой всех современных автомобильных двигателей.Для длительного срока службы сопротивление изгибу является существенным, а длина, количество и ширина коренных подшипников, а также способ крепления крышек коренных подшипников к блоку влияют на прямолинейность коленчатого вала. Однако абсолютные и относительные размеры диаметра основной шейки, диаметра шейки шатуна и длины хода также влияют на жесткость. «Перекрытие цапф» — это непрерывное поперечное сечение стали или чугуна в противовесе или опорной цапфе, разделяемое главной и стержневой цапфами (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 диаметр коренной шейки и шатунной шейки составлял 2,00 каждая, а ход составлял 4,00, не было бы непрерывного поперечного сечения, соединяющего их. Две окружности, образованные журналами, касаются друг друга без перекрытия журналов; сила будет ограничиваться только перемычкой противовеса, соединяющей две шейки вдоль оси коленчатого вала (в продольном направлении).Если длина хода увеличивается, перекрытие шейки уменьшается, если одна или обе шейки не увеличиваются в размере. В течение срока службы серии двигателей, поскольку размер увеличивается за счет увеличения хода, размер коренной шейки и / или шатуна увеличивается не только для увеличения грузоподъемности подшипников, но и для сохранения максимально возможной жесткости. Смолл-блок V-8 от Chevrolet — хороший тому пример. Первоначально предложенные в 1955 году с ходом 3,00 дюйма, основные тяги были 2,30 дюйма с цапфами стержня 2,00 дюйма.Ход был увеличен в три раза за следующие 25 лет, и оба размера журналов также увеличились. Обычный расчет перекрытия журналов: Перекрытие цапфы = (OD главной цапфы + OD шейки стержня — длина хода) Данные коленчатого вала Chevrolet V-8 Двигатель Главный коромысло Шатунная шейка Длина хода Заживление коромысла 9000 265, 283 2.30 ” 2.00” 3.00 ” .650” Ранний 327 3,25 ” . 2,45 « 2,10″ .650 « 350 3,48″ ,535 « 900 2.65 ” 3,75” .500 ” Двигатель, приводимый в движение за счет эксцентрического уменьшения размера шейки штока, имеет меньшее перекрытие, потому что были изменены два фактора, и оба уменьшают перекрытие. Следует с осторожностью подходить к выбору более мелких стержневых журналов. Абсолютно минимального значения 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, которая не является допустимым компаратором жесткости кривошипа.На мой взгляд, у него как инструмента есть серьезный недостаток, заключающийся в том, что он, по-видимому, присваивает один и тот же коэффициент безопасности перекрытию, создаваемому очень разными комбинациями компонентов. Область перекрытия журналов на самом деле представляет собой двумерную «линзу», ограниченную дугами двух перекрывающихся окружностей. Например: Chevrolet 283 с главой 2,30 дюйма, штоком 2,00 дюйма, ходом 3,00 дюйма: перекрытие 0,650 дюйма Ford 385 Series с главой 3,00 дюйма, штоком 2,50 дюйма, ходом 4,20 дюйма: перекрытие 0,650 дюйма Без учета других факторов эффективное перекрытие (фактическая общая площадь), конечно, сильно отличается, несмотря на идентичные линейные измерения, а сопротивление изгибу еще менее точное из-за относительно большего размера шейки Ford. Плоская геометрия и тригонометрия обеспечивают решение, но, к сожалению, сложное; щелкните диаграмму, чтобы увидеть математический источник. Для расчета перекрытия шейки в квадратных дюймах можно ввести диаметры двух цапф и длину хода, но, на мой взгляд, даже это не является окончательным. У меня такое ощущение, что толщина линзы (простое сравнение диаметров шейки и хода, как предусмотрено традиционной формулой) более важна для предотвращения изгиба продольной оси кривошипа, но площадь линзы по-прежнему имеет значение против скручивания в других плоскостях.Следовательно, «индекс» общего сопротивления изгибу будет включать (по крайней мере) оба этих компонента и взвешиваться отдельно. Напряжение изгиба коленчатого вала выше по короткой оси линзы, поэтому для большего эффекта его следует «утяжелить». Кроме того, площадь перекрытия полезна только по сравнению с меньшим из двух цапф (шейка стержня), поэтому относительные площади перекрытия шейки стержня и шейки являются еще одним компонентом. коленчатый вал, коренная шейка, кривошип, шейка шатуна, толщина, шейка, перекрытие, жесткость, прочность, радиус, диаметр, вычислить, соотношение шатунов, формула

Спасите чудака | Коленчатый вал Огайо

Гоночный коленчатый вал не обязательно является одноразовым компонентом. — Как видно из журнала Drag Racing Scene .

Шатуны

Racing соответствуют самым строгим допускам. Обычно обработанные поверхности на сегодняшних гоночных коленчатых валах выдерживаются с допуском 0,0003 дюйма (или выше) прямо из коробки производителя. Эти прецизионные допуски на грунт обеспечивают отличные несущие поверхности, что продлевает срок службы кривошипа и опорных поверхностей при огромных скручивающих нагрузках, которые они испытывают в гонках.

В области дрэг-рейсинга нагрузка на коленчатый вал невероятна, когда радиальные силы поршня и штока преобразуются во вращательное движение коленчатого вала.Лучшие материалы и допуски на обработку в компонентах вашего двигателя находятся в состоянии войны с злоупотреблениями, связанными с высокими оборотами, сцеплениями, преобразователями крутящего момента и запусками. Список сценариев ненависти к коленчатому валу можно продолжать и продолжать.

Станция правки используется много раз в процессе ремонта, чтобы убедиться, что сварка и механическая обработка не приводят к изменению коленчатого вала. Опыт персонала позволяет поддерживать все размеры без излишней коррекции во время операции гидравлической правки.

Выход из строя шатуна или опорного подшипника — наиболее частая проблема, связанная с поврежденной нижней частью гоночного двигателя.К другим частым неисправностям относится зона упорного подшипника, обычно расположенная на задней шейке блока. Сам коленчатый вал может выйти из строя без выхода из строя подшипника. Общий износ поверхностей коленчатого вала может выходить за допустимые пределы, возникать трещины или изгибы.

Отремонтированный шатун затем подвергается механической обработке и повторной шлифовке на том же высокотехнологичном оборудовании, которое использовалось для создания новой производственной линии Ohio Crankshaft.

Прежде чем бросить поврежденный дорогостоящий коленчатый вал в кучу металлолома, есть очень жизнеспособные методы ремонта для этих описанных сценариев.Конечно, самый простой ремонт — это переточить типичный стержень и основную шейку до меньшего диаметра, таким образом устраняя повреждения.

Хотя подшипники легко доступны для компенсации уменьшения диаметра шейки кривошипа после «переточки», многие спорят о прочности коленчатого вала за пределами типичной очистки 0,010 / 0,010. Мы сохраним эту дискуссию для другой технической статьи.

На последнем этапе все допуски на размер снова проверяются по всему коленчатому валу, а затем каждая обработанная поверхность полируется в соответствии со спецификацией.

Процессы предварительного и последующего нагрева различаются в зависимости от марки и материала кривошипа для нескольких печей Ohio Crank. Для достижения наилучшего результата с каждой рукояткой обращаются по-разному.

В процессе дуговой сварки под флюсом используется гранулированный флюс, который течет по активному сварному шву. Это пример очень популярного варианта ремонта коленчатого вала, выполняемого, когда упорный фланец изнашивается из-за проблем с трансмиссией или муфтой / гидротрансформатором. Затем этот фланец можно приварить и повторно обработать до нужных размеров.

Есть уважаемые 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 имеет 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 полагаются на Ohio Crankshaft, которые восстанавливают незаменимые старинные коленчатые валы.

«Гоночные коленчатые валы достаточно просты, когда дело доходит до используемых материалов и процессов закалки», — объясняет Стэн Рэй, владелец коленчатого вала из Огайо. «Мы также ремонтируем коленчатые валы, начиная от огромных воздушных компрессоров и заканчивая кривошипами авиационных двигателей Allison длиной 7,5 футов и самолетами WWll. Некоторые из этих ремонтов могут быть сложными из-за уникальных материалов и процессов упрочнения. За прошедшие годы мы освоили множество процессов сварки и термообработки для стольких различных материалов кривошипов ».

Гранулированный флюс не только создает защитный газ, предотвращающий попадание загрязнений из воздуха в сварочную дугу, но и создает шлак из расплавленного флюса, окружающий сварной шов, когда он охлаждается.он также предотвращает повреждение сварочными брызгами других участков коленчатого вала.

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

Как только кривошип прибывает, его подвергают тщательной проверке с помощью магнитопорошкового испытания, широко известного как процесс «Magnaflux». Кольцо электрического тока создает магнитное поле вокруг коленчатого вала. Жидкий раствор, содержащий мелкодисперсный порошок железа, течет по коленчатому валу.Трещина в металле нарушит магнитное поле, таким образом концентрируя смесь жидкости и металла в трещине. Ультрафиолетовый черный свет четко освещает любые трещины, обычно невидимые невооруженным глазом.

Мы проследили за Рэем Дарнером в процессе ремонта. Дарнер имеет более чем 30-летний опыт шлифования и ремонта коленчатых валов в компании Ohio Crankshaft.

«Весь процесс ремонта основан на знании того, какой процесс лучше всего подходит для каждой ремонтируемой кривошипа», — говорит нам Дарнер.«При каждом ремонте учитывается различная сварочная проволока, температура сварки и скорость сварки».

Завершенный сварной шов демонстрирует тщательную сварку опорной поверхности и закругленных углов. Обратите внимание на тепловую окраску кривошипа, окружающего сварной шов.

Перед сваркой свариваемые поверхности коленчатого вала слегка шлифуют для удаления посторонних материалов, например материала подшипников, втиснутых в кривошип. Цапфы кривошипа также могут быть некруглыми на поврежденных поверхностях, так что это также обеспечивает ровную цапфу для сварки.

На сварочной станции Ohio Crankshaft используется оборудование с подводной дугой, которое считается наиболее эффективным способом получения надлежащего проплавления отложений материала для повторной обработки. Этот процесс сварки позволяет флюсу, подаваемому под действием силы тяжести, полностью покрывать точку дуги сварочного аппарата MIG с высоким током. Как и в любом сварочном процессе, флюс создает газ, который защищает сварочную дугу от примесей в воздухе, которым мы дышим.

Сварочный аппарат устроен аналогично шлифовальному станку коленчатого вала.Если шейка стержня, которая вращается за пределами осевой линии коленчатого вала, требует сварки, сварщик запрограммирован на движение с ходом стержня, чтобы поддерживать точное расстояние между наконечником сварочного аппарата и движением шейки.

Ярким примером экономичного ремонта кривошипа является этот узел, у которого были повреждены коренные и шатунные шейки подшипников. Материал подшипника, который вы видите встроенным в кривошип, будет удален перед сваркой, так как он загрязнит процесс сварки.

Металлический жидкий раствор пропитывает коленчатый вал, пока проверяемые участки освещаются черным ультрафиолетовым светом.Электрическое поле разрушается вокруг любых трещин, в котором концентрируются мелкие частицы металла, в результате чего становятся видимыми 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 с каждой стороны журнала в соответствии со спецификациями.Именно в этой части процесса ремонта окупается опыт. Плавность сварного шва может измениться между торцом шейки и закругленными концами. Знание различных марок и материала каждой рукоятки окупается ».

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

Процесс правки не совсем высокотехнологичный, но продуманный процесс правки — это больше искусство, чем наука.Станция гидравлического кривошипно-прессового механизма стратегически расположена между станциями сварки и шлифования на заводе по производству коленчатого вала в Огайо. Эта станция заполнена приспособлениями и множеством циферблатных индикаторов, которые контролируют множество точек по длине рукоятки. Гидравлическое давление применяется для «сгибания» кривошипа до надлежащих допусков.

«Здесь опыт окупается», — улыбается Дарнер. «Мы знаем, сколько обратного изгиба требуется для каждого кривошипа, и ожидаем, что он вернет надлежащий допуск.Это похоже на выпечку печенья; вы просто получите опыт работы с кривошипом 5140, 4340 или заготовкой, чтобы вернуть его в исходное положение одним выстрелом, не заходя слишком далеко.

Станция правки используется много раз в процессе ремонта, чтобы убедиться, что сварка и механическая обработка не приводят к изменению коленчатого вала. Опыт персонала позволяет поддерживать все размеры без излишней коррекции во время операции гидравлической правки.

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

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

Особое внимание уделяется отправной точке между шлифовальной машиной и свариваемой поверхностью, чтобы не быть слишком агрессивным или чрезмерно нагреть зону сварки, но сварка кривошипом и ремонт становятся более жизнеспособным вариантом, когда дело доходит до ремонта поврежденного двигателя. чтобы вернуться на полосу, не нарушая банк.

Проверка коленчатых валов | 2012-10-17 | Автосервис Профессионал

Независимо от того, какой шатун вы решите использовать при ремонте двигателя заказчиком или его новой сборке (бывшие в употреблении оригинальные или новые послепродажные), уделите время осмотру коленчатого вала. В случае нового коленчатого вала проверьте размеры и биение. Для коленчатого вала, бывшего в употреблении, также необходимо проверить наличие дефектов (трещин). Осмотр коленчатого вала перед установкой проверяет его состояние и позволяет избежать проблем и / или возврата.

Прежде всего, особенно при работе с бывшим в употреблении коленчатым валом, тщательно очистите кривошип, желательно с помощью струйной мойки или горячего бака. После очистки всегда проверяйте коленчатый вал на наличие дефектов / трещин. Лучше всего это делать на станции магнитопорошкового контроля (широко известной как магнитопорошковая машина (хотя «Magnaflux» на самом деле является торговой маркой, другие производители оборудования, такие как DCM, например, производят оборудование для магнитопорошкового контроля). устанавливается горизонтально на смотровом столе, проходит через круглый магнит большого диаметра и проверяется ультрафиолетовым («черным») светом.Любые трещины легко обнаруживаются, они видны в виде беловатых линий.

Если шатун треснул, даже не обсуждайте этот вопрос — продайте его на металлолом и купите новый. Выполнив сначала проверку на наличие трещин, вы сэкономите время на дальнейшую проверку размеров.

Затем проверьте биение коленчатого вала. Установив коленчатый вал ровно на пару горизонтальных V-образных блоков (опирающихся на переднюю и заднюю коренные шейки), установите циферблатный индикатор на центральной главной шейке, расположив индикаторный щуп немного смещенным, чтобы избежать попадания в отверстие для подачи масла в шейке.Предварительно загрузите индикатор примерно на 0,050 дюйма, а затем обнулите шкалу.

Медленно проверните коленчатый вал, следя за манометром. Запишите свое чтение. Например, максимальная спецификация оригинального оборудования для допустимого биения может быть указана как 0,000118 дюймов. Если шкала индикатора не показывает сотые доли тысячной дюйма, вам будет сложно определить это крошечное число. Вообще говоря, если биение кривошипа менее 0,001 дюйма, вероятно, все в порядке.Если кривошип показывает биение более 0,001 дюйма, его необходимо выпрямить или заменить. Выпрямление кривошипов — это высокоточная задача, которая должна выполняться только квалифицированным специалистом. Кстати, не все кривошипы можно успешно выпрямить.

С помощью микрометра измерьте диаметр основной шейки (в центре шейки) каждой из основных шейок. Запишите свои измерения и сравните их со спецификациями для этого конкретного двигателя.

Опубликованные спецификации будут включать диапазон допуска (макс. / Мин.), Обычно около 0.001 дюйм (например, от 2,558 до 2,559 дюйма). Имейте в виду, что при использовании отремонтированного коленчатого вала основные шейки могли быть переточены до меньшего диаметра для сохранения работоспособности (например, сеть могла быть заточена на 0,010 дюйма заниженного размера).

[PAGEBREAK]

Также измерьте конусность каждой основной цапфы (измерьте площадь цапфы в двух точках, по направлению к передней части журнала и по направлению к задней части). Максимально допустимый конус шейки обычно составляет около 0.0004 дюйма.

Кроме того, не забудьте измерить каждую основную цапфу в нескольких радиальных точках, чтобы проверить, нет ли неправильной формы. Максимально допустимое отклонение от круга обычно составляет около 0,000118 дюймов или около того (проверьте характеристики двигателя / модели).

Затем измерьте диаметр каждой шейки стержня в нескольких радиальных точках на каждой шейке стержня. Диапазон допуска (мин. / Макс.) Обычно составляет около 0,0008 дюйма или около того (например, диаметр шейки штока может быть указан как 2,0991 — 2.0999 дюймов).

Измерьте конусность каждой шейки стержня (на каждом конце поверхности шейки). Максимально допустимый конус шейки стержня обычно составляет около 0,0002 дюйма. Также измерьте ширину шейки шатуна (от основания галтеля до основания галтеля — другими словами, передняя часть шейки и задняя часть шейки относительно длины кривошипа) и сравните ее с указанными спецификациями. Если ширина шейки слишком мала, боковой люфт шатуна будет недостаточным.

Если обнаруживаются области за пределами допуска по диаметру шейки, конусности, ширине или овальности, это можно исправить путем повторной шлифовки на специальном шлифовальном станке для коленчатого вала.Чтобы исправить цапфы, вы в конечном итоге перейдете на меньший размер (меньший диаметр, чем у оригинала), и в этом случае вы можете легко приобрести набор с меньшим внутренним диаметром. коренные и / или стержневые подшипники (подшипниковые пары с меньшим внутренним диаметром и более толстыми стенками).

Просто помните, что размер подшипника должен быть одинаковым — если одна основная шейка должна быть повторно заточена, чтобы затем принять основной подшипник меньшего размера, то все основные шейки должны быть отшлифованы до такого же размера.То же самое и с шатунными подшипниками. Если необходимо уменьшить размер хотя бы одной шейки стержня, то все шейки стержня необходимо отшлифовать до одинакового диаметра. Всегда уточняйте у поставщика подшипников, чтобы сначала узнать, какие подшипники меньшего размера доступны (-0,0005 дюйма, -0,005 дюйма, -0,010 дюйма, -0,020 дюйма и т. Д.). Это определит диаметр переточки.

[PAGEBREAK]

Если старый кривошип прошел проверку и вы собираетесь использовать его повторно (без повторной шлифовки), каждую шейку можно отполировать на полировальном станке для ремня коленчатого вала, используя зерно 400, ступенчато до 600.Небольшие царапины на поверхности обычно можно удалить полировкой. ПРИМЕЧАНИЕ. Разные производители оборудования могут указывать абразивные материалы разной зернистости для полировки. Цапфы не следует полировать «до зеркала», так как для налипания масла необходимы микроскопические царапины.

Покупка коленвала на замену

У ваших клиентов есть несколько вариантов выбора при покупке коленчатого вала, в том числе новый шатун оригинального производителя, отремонтированный шатун оригинального производителя или шатун послепродажного обслуживания. Коленчатые валы оригинального производителя доступны с исходным размером хода, в то время как шатуны с характеристиками вторичного рынка предлагаются с диапазоном ходов от спецификации оригинального производителя до более длинных ходов.Производители качественных коленчатых валов на вторичном рынке включают Scat, Eagle, Lunati, Crower, Ohio Crankshaft и другие.

Общие советы

1. Если поверхности шейки повреждены (поцарапаны, поцарапаны, выдолблены, обожжены), требуется дальнейший осмотр. Если царапины достаточно легкие, царапины можно спасти, просто отполировав абразивной бумагой с зернистостью 400, а затем наждачной бумагой с зернистостью 600. Это следует делать на специальном стенде для полировки коленчатого вала, где кривошип вращается с низкой скоростью, а абразивная лента, установленная на рычаге, опускается на шейку.Если повреждение поверхности не может быть устранено полировкой, шейки необходимо повторно отшлифовать с помощью шлифовального круга на шлифовальном станке коленчатого вала.

2. Если основная часть коленчатого вала, шатуны или и то, и другое повторно заточены до заниженного размера, коленчатый вал ДОЛЖЕН быть помечен, чтобы легко идентифицировать любой заниженный размер, путем штамповки или вытравливания заниженного диаметра на передней поверхности переднего противовеса. Например, если основные шейки в порядке, но шейки стержней переточены, скажем, на меньший размер 0,010 дюйма, при штамповке или травлении должно быть указано «ROD 010» ИЛИ «R –10» и т. Д., чтобы четко идентифицировать шейки штанг как имеющие меньший размер на 0,010 дюйма. Отрицательный символ (-) перед числом указывает на то, что коэффициент переточки 0,010 дюйма был удален.

3. Также не забудьте проверить все галтели (плечевая зона, где поверхность шейки переходит в противовес или зону метания). Никогда не следует шлифовать цапфу, чтобы образовался острый угол, поскольку это может привести к повышению напряжения, что может привести к выходу из строя кривошипа.

[PAGEBREAK]

4. Осмотрите все резьбовые отверстия (центральное отверстие в передней части и отверстия для маховика в заднем фланце). Убедитесь, что резьба чистая и не повреждена. Метчик (в отличие от метчика) может очистить эту резьбу, не обрезая и не удаляя слишком много материала резьбы.

5. Осмотрите все отверстия для подачи масла в коренную шейку и шейку штока, чтобы убедиться, что они просверлены и не забиты мусором.

6.Что касается масляных отверстий кривошипа, просто удалите заусенцы с отверстий, чтобы сломать все острые края. В течение многих лет для строителей было обычным делом зачистить отверстия по радиусу, но при этом вы получаете слишком много заусенцев, поэтому лучше просто удалить заусенцы с отверстий, удаляя как можно меньше материала.

Примечание о шлифовании заниженных размеров

Если коленчатый вал (шатун и / или коренные шейки) необходимо отшлифовать до меньшего размера, это делается на специальной шлифовальной машине для коленчатого вала с использованием шлифовальных кругов определенной ширины.Когда коренные шейки отшлифованы, коленчатый вал устанавливается и вращается «прямо» с нулевым биением. Когда шейки шатунов отшлифованы, так как они смещены от средней линии кривошипа, кривошип регулируется на машине для работы со смещением, при этом шейки шатунов находятся в нулевом положении. Охлаждающая жидкость применяется во время шлифования для охлаждения и очистки поверхностей шейки.

Что касается срока службы кривошипа, то если шатун или коренные шейки кривошипа необходимо повторно заточить, скажем, на 0,020 дюйма, вы потеряете исходную твердость поверхности.Хотя некоторые производители (или заказчики) могут предположить, что кривошип больше не может использоваться просто потому, что утратила твердость поверхности, на самом деле это не проблема. Просто отправьте кривошип на азотирование после завершения шлифовки.

Общие рекомендации по зазору

Начните с 0,0010 дюйма зазора на дюйм диаметра шейки. Например: диаметр шейки 2,100 дюйма X 0,0010 = зазор 0,0021 дюйма. Для высокопроизводительных приложений добавьте 0.0005-дюйм. Если, например, определено, что начальный зазор составляет 0,0021 дюйма, добавьте 0,0005 дюйма для окончательного зазора 0,0026 дюйма. С этого момента увеличивайте зазор, как подсказывает ваш опыт в конкретных приложениях.

ПРИМЕЧАНИЕ. Всегда рекомендуется использовать индикатор с круговой шкалой для измерения масляного зазора. Вместо измерения диаметра шейки и последующего измерения диаметра установленного подшипника обнулите калибр отверстия по фактическому диаметру шейки. Когда вы измеряете диаметр подшипника, вы получаете прямое показание зазора без необходимости выполнять математические процедуры, избегая возможных математических ошибок.

Если требуется изменение зазора, не увеличивайте и не уменьшайте зазор, изменяя размер корпуса за пределами допуска. Корпус меньшего размера приведет к чрезмерному раздавливанию подшипника; а корпус увеличенного размера уменьшит защемление и удержание подшипников.

Сегодняшние ведущие производители подшипников используют компьютерное моделирование методом конечных элементов для изучения упругих прогибов всех связанных с подшипниками участков. EHL, или эластогидродинамическая смазка, позволяет инженерам более точно определять влияние динамических сил на силы и масляные зазоры.Такое понимание нагрузок, прогиба металла и влияния на зазор позволило более точно увидеть, что подшипники подвергаются воздействию, и способствует способности инженеров разрабатывать подшипники, которые будут правильно работать в условиях динамических гонок с высокими нагрузками.

[PAGEBREAK]

Если вы действительно хотите придирчиво к подшипникам, обратите внимание не только на предлагаемый зазор, но и на опорную поверхность с точки зрения ожидаемой нагрузки, а также на скорость подшипника, основанную на окружности шейки.

В двигателях более высокого класса, где вы планируете использовать журналы меньшего размера, вам действительно нужно обращать внимание на грузоподъемность.

Чтобы обеспечить адекватную подачу масла, некоторые производители гоночных двигателей высокого класса иногда просверливают дополнительные отверстия для масла в подшипниках и канавки с частичным радиусом в корпусе или седловой области магистрали, чтобы создать несколько точек подачи масла. Это особенно важно для двигателей, в которых используются подшипники меньшего размера и которые будут испытывать более высокие нагрузки (не пытайтесь делать это дома).

Что касается зазоров в подшипниках, то для уличных двигателей, которые испытывают более высокие нагрузки, некоторые производители, как правило, используют около 0,003 дюйма для сети и около 0,0025 дюйма для стержней. Для двигателей, которые будут испытывать много тепла в течение продолжительных периодов времени, таких как двигатели повышенной прочности или судовые двигатели, более узкие зазоры в подшипниках являются нормой, чтобы компенсировать тот факт, что зазоры будут ослабевать в жарких условиях.

В высокоскоростном двигателе с высокой нагрузкой опытные строители имеют тенденцию к довольно сильному раздавливанию (когда вкладыши подшипников сопрягаются друг с другом), сохраняя при этом это в приемлемом диапазоне.Принимая во внимание нагрузку на подшипник, а также прогиб шейки и корпуса, необходимо убедиться, что подшипник надежно удерживается на месте. При наличии масляных пленок с зазором в несколько десятых тысяч подшипник сильно нагревается. Если у вас нет достаточного давления, вы не получите достаточной теплоотдачи. Избегайте доведения корпусов до максимального размера, чтобы избежать недостаточной теплопередачи.

Когда производитель выбирает коленчатые валы с меньшим диаметром шейки (для уменьшения массы), они иногда модифицируют масляные отверстия шейки коленчатого вала, чтобы подавать больше масла на шатуны.По мере уменьшения диаметра шейки стержня нагрузка возрастает. Чтобы получить дополнительное масло в подшипниках штока, они создают небольшую каплевидную канавку на основных масляных отверстиях кривошипа. Передняя кромка (сторона атаки) масляного отверстия слегка рифленая. Когда коленчатый вал вращается, эта небольшая каплевидная полость заполняется маслом и затем нагнетается в масляное отверстие, увеличивая давление наддува. Это может решить проблемы со стержневыми подшипниками, которые в противном случае испытывали слишком большую нагрузку. Это можно сделать с помощью шлифовального станка, но лучше всего на станке с ЧПУ.Тем не менее, вам нужно обратить особое внимание на размеры каплевидной канавки с точки зрения ширины, длины и глубины. Обычно длина каплевидного паза составляет от 0,300 до 0,400 дюйма. Если канавка будет слишком агрессивной, вы можете начать испытывать недостаток масла в сети. Благодаря особому профилю этой канавки регулируется давление масла в шток.

Опять же, строителю выходного дня здесь не с чем возиться, и уж точно не нужно для уличных приложений.●

Неисправности подшипников скольжения коленчатого вала дизельного двигателя: пример из практики

https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2014.05.014Получить права и содержание

Основные моменты

•

Наиболее заметными видами износа являются абразивные , адгезионный и поверхностный усталостный износ.

•

Абразивный, адгезионный и поверхностный усталостный износ одинаково проявляются в обоих типах подшипников.

•

Адгезионный, поверхностный и кавитационный износ чаще возникают у подшипников из алюминиевого сплава.

•

Выполняется анализ дерева отказов (FTA) выхода из строя подшипника коленчатого вала дизельного двигателя.

Реферат

Износ как трибологический процесс имеет большое влияние на надежность и срок службы подшипников коленчатого вала двигателя. Важность полевых исследований отказов подшипников из-за износа хорошо известна. Они указывают на возможные причины износа и на необходимое лечение для его уменьшения или устранения. В статье представлены результаты исследования 616 подшипников коленчатого вала, поврежденных различными механизмами.Подшипники устанавливались в быстроходные дизельные двигатели и собирались в течение двух лет при общем ремонте двигателей (капитальном ремонте), то есть после 3000–5000 часов работы. После осмотра подшипников был проведен анализ дерева отказов (FTA) для определения основных причин отказов подшипников двигателя. Каждый тип повреждений был проиллюстрирован соответствующей фотографией с высоким разрешением. Исследования показывают, что основными и наиболее заметными видами повреждений, вызывающими отказы подшипников, являются абразивный, адгезионный и усталостный износ поверхности.В статье также рассматривается влияние места установки и типа материала подшипника на каждый тип износа.

Ключевые слова

Подшипники дизельного двигателя

Неисправности подшипников

Статистика типа износа

Анализ дерева отказов (FTA)

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2014 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Integrated Publishing — Ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций

Integrated Publishing — Ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций

Администрация — Военнослужащие. Навыки, процедуры, обязанности и т. Д.

Продвижение — Военное продвижение по службе книги и пр.

Аэрограф / Метеорология — Метеорология основы, физика атмосферы, атмосферные явления и др.
Руководство по аэрографии и метеорологии ВМФ

Автомобили / Механика — Руководства по техническому обслуживанию автомобилей, механика дизельных и бензиновых двигателей, руководства по автомобильным запчастям, руководства по запчастям дизельных двигателей, руководства по запчастям для бензиновых двигателей и т. Д.
Автомобильные аксессуары | Перевозчик, Персонал | Дизельные генераторы | Механика двигателя | Фильтры | Пожарные машины и оборудование | Топливные насосы и хранилище | Газотурбинные генераторы | Генераторы | Обогреватели | HMMWV (Хаммер / Хаммер) | и т.п…

Авиация — Принципы полета, авиастроение, авиационная техника, авиационные силовые установки, руководства по авиационным деталям, руководства по деталям самолетов и т. д.
Руководства по авиации ВМФ | Авиационные аксессуары | Общее техническое обслуживание авиации | Руководства по эксплуатации вертолетов AH-Apache | Руководства по эксплуатации вертолетов серии CH | Руководства по эксплуатации вертолетов Chinook | и т.д …

Боевой — Служебная винтовка, пистолет меткая стрельба, боевые маневры, органическое вспомогательное оружие и т. д.
Химико-биологические, маски и оборудование | Одежда и индивидуальное снаряжение | Инженерная машина | и т.д …

Строительство — Техническое администрирование, планирование, оценка, календарное планирование, планирование проекта, бетон, кладка, тяжелые строительство и др.
Руководства по строительству военно-морского флота | Агрегат | Асфальт | Битуминозный распределитель кузова | Мосты | Ведро, раскладушка | Бульдозеры | Компрессоры | Обработчик контейнеров | Дробилка | Самосвалы | Земляные двигатели | Экскаваторы | и т.п…

Дайвинг — Руководства по дайвингу и утилизации разного оборудования.

Чертежник — Основы, приемы, составление проекций, зарисовок и др.

Электроника — Руководства по обслуживанию электроники для базового ремонта и основ. Руководства по компьютерным компонентам, руководства по электронным компонентам, руководства по электрическим компонентам и т. Д.
Кондиционер | Усилители | Антенны и мачты | Аудио | Аккумуляторы | Компьютерное оборудование | Электротехника (NEETS) (самая популярная) | Техник по электронике | Электрооборудование | Электронное общее испытательное оборудование | Электронные счетчики | и т.п…

Инженерное дело — Основы и приемы черчения, черчение проекций и эскизов, деревянное и легкое каркасное строительство и т. Д.
Военно-морское дело | Программа исследования прибрежных заливных отверстий в армии | так далее…

Еда и кулинария — Руководства по рецептам и оборудованию для приготовления пищи.

Логистика — Логистические данные для миллионов различных деталей.

Математика — Арифметика, элементарная алгебра, предварительное исчисление, введение в вероятность и т. д.

Книги медицинские — Анатомия, физиология, пациент уход, оборудование для оказания первой помощи, аптека, токсикология и др.
Медицинские руководства военно-морского флота | Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний

MIL-SPEC — Государственные стандарты MIL и другие сопутствующие материалы

Музыка — мажор и минор масштабные действия, диатонические и недиатонические мелодии, ритм биения, пр.

Ядерные основы — Теории ядерной энергии, химия, физика и др.Справочники
DOE

Фотография и журналистика — Теория света, оптические принципы, светочувствительные материалы, фотографические фильтры, копия редактирование, написание статей и т. д.
Руководства по фотографии и журналистике военно-морского флота | Армейская фотография Полиграфия и пособия по журналистике

Религия — Основные религии мира, функции поддержки поклонения, венчания в часовне и т. д.

Как проверить зазоры подшипников

Проверка и регулировка зазоров подшипников — один из наиболее важных аспектов конструкции двигателя.В этом сегменте мы погрузимся в механику измерения вашей кривошипа, шатунов и подшипников.

Простой факт заключается в том, что установка зазора подшипника для высокопроизводительного двигателя — это то, что нельзя сократить. Не существует быстрых и простых способов установить этот критический зазор, независимо от того, является ли двигатель круизным двигателем или дорожным животным, которое выдержит сотни миль жестокого обращения.

Мы рассмотрим основы измерения зазора подшипника и проиллюстрируем, как избежать ошибок.Для этого также потребуются некоторые важные измерительные инструменты. Скажем прямо: измерить зазор в подшипнике мощного двигателя невозможно с помощью Plastigage. Эти маленькие кусочки восковой нити не являются прецизионными измерительными приборами и не должны использоваться для определения зазора подшипника. Это может задеть чувства некоторых людей, но установка зазоров подшипников — процесс, который слишком важен, чтобы позволить что-либо, кроме ваших усилий.

Измерение зазора подшипника — один из тех шагов, которые предпринимают все хорошие производители двигателей для создания прочного и надежного основания вращающегося узла.Может быть утомительно пробовать разные ориентиры, чтобы поставить числа там, где вы хотите, но также полезно, когда вы все делаете правильно.

Для начала потребуются несколько инструментов и точных измерительных устройств. Это начинается с точного внешнего микрометра в диапазоне журналов, которые вы будете измерять. Существуют дешевые микрометры, которых следует избегать. Настаивайте на использовании микрометра, который будет измерять с точностью до 0,0001 дюйма. Это абсолютная необходимость.

Для измерения внутреннего диаметра коренного или стержневого подшипника потребуется индикатор внутреннего диаметра.Лучшие из них имеют точность до 0,0001 дюйма. С помощью этих двух инструментов вы можете быстро определить зазоры в любом двигателе.

Измерение зазора подшипника имеет смысл только в том случае, если числа точны, поэтому используйте качественные инструменты. Микрометр должен показывать показания с точностью до четвертого знака после запятой, а калибратор с круглой шкалой необходим.

Процесс несложный, но требует определенных навыков обращения с микрометром и снятия показаний. Также важно всегда обнулять микрометр перед его использованием.Стандарты обычно поставляются с микрометром вместе с инструментом для точной настройки микрофона. Все стандарты также откалиброваны для использования при температуре 68 градусов F.

Прежде чем мы перейдем к собственно процессу, было бы неплохо поговорить об общих допусках. Общепринятое правило, которое большинство производителей коленчатых валов предпочитают для уличных и высокопроизводительных двигателей, составляет 0,0010 дюйма на каждый 1 дюйм диаметра шейки шейки. Таким образом, для главной шейки малого блока размером 2,45 дюйма зазор подшипника будет равен 0.0024 дюйма. Для шейки стержня меньшего размера 2,100 дюйма приемлемый зазор будет 0,0021 дюйма. Допустимые заводские допуски на стандартном малоблочном Chevy намного шире, чем это.

Начните с измерения диаметра стержня и коренной шейки коленчатого вала. Это означает использование качественного микрометра, способного измерять до 0,0001 дюйма. Это единственный способ убедиться, что ваши числа будут точными.

Начнем с измерения коренной шейки подшипника. Лучше всего измерять цапфу как минимум в двух разных плоскостях, чтобы определить диаметр и округлость.В идеале овальность должна быть равна нулю, но можно увидеть отклонение от 0,0001 дюйма, которое может зависеть или не зависеть от точности измерения. В зависимости от области применения новые спецификации коленчатого вала требуют биения и конуса не более 0,0002 дюйма как для шатунов, так и для сети.

Измерьте шейку коленчатого вала и запишите диаметр на листе для всех шейек. Для нового коленчатого вала вы должны обнаружить, что шатуны и сеть, вероятно, будут отличаться не более чем на +/- 0,0001 дюйма. Мы измерили коленчатый вал с малым блоком K1, и разница между шейками шатуна была меньше 0.0002 дюйма. Например, большинство наших цапф стержней имели размер 2,09951 дюйма.

После измерения шейки пора установить индикатор внутреннего диаметра стержневых подшипников. Для начала мы установили наш индикатор диаметром чуть более 2100 дюймов, чтобы установить нагрузку на датчик. Затем мы установили наш микрометр на 2,1000 дюйма и поместили его в защищенные тиски, чтобы удерживать его на месте, пока мы устанавливаем циферблатный индикатор на ноль (0) при этой спецификации 2,100 дюйма.

Лучше всего использовать тот же микрометр, который использовался для считывания показаний цапф, чтобы установить нулевой зазор на индикаторе внутреннего диаметра.

После этого мы поместили стандартный набор шатунных подшипников в шатун и затянули болты до требуемого значения растяжения шатуна (от 0,0055 до 0,0060 дюйма). После того, как оба болта были вытянуты, мы помещаем стрелочный индикатор в отверстие для измерения вертикального масляного зазора прямо на уровне стержня. Важно всегда измерять масляный зазор в истинно вертикальной плоскости, поскольку все подшипники имеют эксцентриситет, обеспечивающий дополнительный зазор на линии разъема подшипников.Это делается для компенсации нагрузки, поскольку стороны корпуса подшипника будут защемлены внутрь на линии разъема при высокой нагрузке.

Наше первое измерение с использованием стандартного подшипника для этого приложения показало, что зазор составляет всего 0,0010 дюйма. Мы установили наш циферблатный индикатор на 2,100 дюйма, поэтому, поскольку размер шейки стержня номер один был 2,0994 дюйма, мы добавили 0,0006 дюйма к внутреннему диаметру подшипника, указанному на индикаторе отверстия с круговой шкалой. Это обеспечило истинный зазор подшипника 0,0016 дюйма, что меньше нашего минимального значения 0.0021. Это может быть связано с проблемой накопления допусков, которая является очень распространенной. Вот почему мы измеряем зазор подшипника.

Всегда измеряйте зазор подшипника в вертикальном положении. Все подшипники имеют встроенный эксцентриситет, который создает больший зазор на линии разъема. Рекомендуется измерить этот эксцентриситет примерно на 15-20 градусов от линии разъема, чтобы вы знали, что зазор достаточно, но опубликованный зазор будет находиться в вертикальном положении.

К счастью, все производители высокопроизводительных подшипников, такие как Federal-Mogul (Speed-Pro), Mahle-Clevite, King и другие, предлагают вкладыши подшипников различного размера, большего или меньшего размера, чтобы производитель двигателей мог настраивать свои зазоры.В нашем случае Clevite предлагает подшипник 1X, который увеличивает зазор на 0,001 дюйма. Есть несколько методов, которые вы можете использовать, чтобы установить зазоры именно там, где вы хотите.

Например, добавление полного комплекта подшипников 1X теоретически добавит 0,001 дюйма, увеличивая зазор до 0,0026 дюйма. На этом двигателе мы решили установить зазоры в подшипниках шатуна прямо в соответствии со спецификацией шейки 0,001 дюйма на дюйм, что может быть достигнуто путем добавления только одной из двух половин вкладыша подшипника. Это приемлемая процедура, если вы никогда не смешиваете половинки скорлупы более 0.001 дюйм разница. Так, например, никогда не объединяйте половину 1X (+0,001 дюйма) с половиной -1 (0,001 дюйма), потому что толщина корпуса будет несовместимой.

При измерении зазора в коренном подшипнике в двигателях, таких как Chevys с малым и большим блоком, масляный насос установлен на задней главной крышке, всегда устанавливайте или моделируйте напряжение крутящего момента насоса на месте. Эта нагрузка обычно увеличивает зазор, особенно на литых основных крышках на складе. Необязательно монтировать насос целиком, подойдет только крепление.

При смешивании половинок гильзы более толстая половина гильзы должна быть помещена в нагруженную сторону отверстия корпуса. Таким образом, в случае коренного подшипника более толстая половина вкладыша будет помещена в основную крышку, а в шатуне более толстая половина будет помещена в верхнее положение со штоком. Это создает ситуацию, когда под нагрузкой масляный зазор уменьшается на нагруженной стороне, поэтому более тонкая половина кожуха дает больше места для масла, поступающего в зону подшипника и поддерживающего смазку.

Всегда проверяйте зазор на обоих концах широких основных крышек, таких как этот упорный подшипник. Однажды мы измерили большой блок Chevy, у которого была коническая крышка, которая изменила зазор между передней и задней частью почти на 0,001 дюйма!

После измерения всех восьми зазоров в подшипниках шатунов и использования половин корпуса для установки зазоров, очень часто бывает, что разброс зазора между шатунами составляет от 0,0004 до 0,0005 дюйма. Допустим, наш самый свободный подшипник штока имел размер 0,0028 дюйма, а самый плотный стержень — 0 мм.0023 дюйма — расширение 0,0005 дюйма. Мы обнаружили, что переключение самых жестких и слабых опор иногда может сблизить разброс. Для нашего двигателя мы измерили разброс всего 0,0003 дюйма.

Установка зазора в подшипнике не представляет особого труда, если вы будете работать аккуратно и перепроверить, чтобы убедиться, что все ваши числа верны. Но как только вы это сделаете, вы просто убедитесь, что у двигателя есть большие шансы на получение мощности в течение очень долгого времени.

Стальные шатуны , такие как кривошипы K1, используют большие радиусы галтелей на шейках шатунов, для которых требуются зауженные подшипники.Эти подшипники обычно имеют фаску, которая требует, чтобы подшипник был правильно установлен в штоке, при этом фаска подшипника должна совпадать с фаской на штоке. По этой причине подшипники обычно маркируются как «верхний» и «нижний».

Размеры шейки сдвоенного коленчатого вала Triumph — двигатель Franz and Grubb

Размеры шейки сдвоенной шейки коленчатого вала Triumph

Коленчатый вал — краеугольный камень любого хорошего двигателя. Размер и округлость шейки влияют на давление и расход масла.

При прикручивании шатунов к кривошипу следует проявлять особую осторожность. Ниже приведены размеры различных сдвоенных шеек и допустимые пределы износа.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА 500 И 650

Большинство кривошипов предварительного блока представляли собой конструкцию из трех частей, скрепляемых шестью болтами диаметром 1/4 дюйма. Шатунные подшипники были изготовлены из баббита и не подлежали замене. утомляет это маленькое.

Одним из решений этих кривошипов с «малой шейкой» является установка нового набора шатунов от Thunder Engineering или LF Harris, оба из которых используют вкладыши от двигателя Unit 500.Коленчатый вал необходимо отшлифовать, чтобы установить более поздние подшипники. Хотя люди могут предположить, что эти коленчатые валы не являются прочными, в этой конструкции нет ничего плохого, а стоимость производства, скорее всего, позволила отказаться от нее.

1946-1954 Предварительный блок 500 куб. См и 650 куб. См (со стержнями из баббита)

СТАНДАРТ 1.4365 до 1.4360 дюймов

-010 «1.4265» до 1.4260 «

-020 дюймов от 1,4165 до 1,4160 дюймов

СТРОИТЕЛЬСТВО БЛОКА 500

Модель

Triumph представила модель Unit Construction 500 в 1959 году.Вместо шарикового подшипника он имел плоскую втулку для стороны привода ГРМ. Поскольку подача масла осуществляется через втулку, необходимо проверить и при необходимости откорректировать зазор и посадку шейки привода ГРМ.

Чтобы упростить задачу, компания Triumph использовала шейку подшипника того же размера, что и шейку штока. Боковые втулки привода ГРМ можно купить с шагом 0,010 дюйма как с металлической основой, так и с твердой бронзой.

В 1968 году компания Triumph представила шариковый подшипник для замены втулки привода ГРМ.Размеры шейки стержня не изменились и составляют:

1959-1974 Агрегат 500cc (со вставными подшипниками)

СТАНДАРТ от 1,4380 дюймов до 1,4375 дюймов

От

-010 «1.4280» до 1.4275 «

-020 дюймов от 1,4180 дюймов до 1,4175 дюймов

-030 «1.4080» до 1.4075 «

-040 дюймов от 1,3980 дюймов до 1,3975 дюймов

КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА 650 И 750

С 1955 по 1972 год Triumph сохранял тот же размер шейки коленчатого вала.Шатуны Pre Unit 650 середины 1950-х годов все еще состояли из трех частей, но имели новый больший размер шейки. Когда были введены двухсекционные кривошипы, остались те же шатуны E6304 с тем же диаметром шейки.

Triumph изменил конструкцию шатуна 650 в 1960-х годах и использовал более короткий стержень для 750, но все двухсекционные коленчатые валы 650 и 750 используют одинаковые подшипники скольжения.

1955-1978 Агрегат 650 куб. См и 750 куб. См (со вставными подшипниками)

СТАНДАРТ 1.От 6240 дюймов до 1,6235 дюймов

-010 дюймов от 1,6140 до 1,6135 дюймов

-020 дюймов от 1.6040 дюймов до 1.6035 дюймов

-030 дюймов от 1,5940 дюймов до 1,5935 дюймов

-040 дюймов от 1,5840 дюймов до 1,5835 дюймов

ЗАЗОР ЗАЗОР

При создании двигателя нужно многое проверить. Один большой вопрос, если вы используете гоночные кулачки или смешивающие детали, — это зазор между кулачком и маховиком.Это необходимо проверить перед сборкой двигателя, так как это невозможно исправить при сборке. Хороший запас прочности для использования составляет 0,080 дюйма от распределительного вала до маховика для гонок.