Окончательное руководство по коленчатому валу

Знаете ли вы, как транспортное средство преобразует поступательное движение во вращательное – вот в чем заключается роль коленчатого вала.

В этом руководстве вы узнаете все о этом важном приводном приспособлении в автомобильных двигателях. Будь то принцип работы, детали, особенности или функции – вы найдете всю необходимую информацию прямо здесь.

Виды коленчатых валов

Позвольте мне сказать вам, что существуют разные типы двигателей. Коленчатые валы находят свое применение в различных областях. По этой причине у них нет одной версии.

Теперь давайте обсудим эти типы подробнее:

Компоненты коленчатого вала

Одноразовые

Он изготовлен из одного цельного блока материала. Они подходят для использования в двигателях высокой и средней скорости. Кроме того, они упругие и могут выдерживать неправильное выравнивание подшипников или осевые вибрации.

Кузнечные

Кузнечная обработка включает в себя приложение сил к металлам для формирования конечной единицы. Это означает, что сварка не является необходимой. Они подходят для среднескоростных двигателей, таких как генераторы. Кроме того, вы можете закалить кованые коленчатые валы путем индукции.

Полуконечные

Здесь вы не будете собирать все детали единовременно. Некоторые компоненты изготавливаются вместе как единое целое. Например, вы можете полностью ковать, формировать и собирать основные подшипники и коленчатый рычаг.

Они популярны при создании дизельных двигателей для судов.

Сварные

Как следует из названия, вы будете соединять различные компоненты коленчатого вала через сварные процессы. Эти устройства прочные, но дорогие, что делает их менее предпочтительными.

Литые

Эти системы легче изготавливать, чем другие версии коленчатых валов. Это делает их популярными в двигателях, использующих дизельное или бензиновое топливо.

Для их изготовления вы будете использовать отливку из мягкого чугуна. Кроме того, вы можете увеличить их срок службы, подвергнув их термической обработке. Это в свою очередь уменьшает износ и повышает предел прочности.

Собранные

Эта система состоит из нескольких отдельно изготовленных частей. Например, вы можете производить обработку по отдельности на журналах и шатунах. После этого вы нагреете их, затем искусственно усадите их.

По мере остывания они тесно прилегают друг к другу.

Процесс производства коленчатого вала

Как вы уже знаете, существует несколько типов коленчатых валов. Это означает, что процесс изготовления будет различаться в зависимости от версии. Ниже мы объясним общие шаги:

Шаг 1

Первый шаг заключается в отливке или ковке коленчатого вала. Если вы выберете ковку, вы нагреете металл, затем придадите ему форму.

Литье предполагает использование формы, которая придаст расплавленному металлу форму. После остывания он примет форму формы.

Примечание: Для высокопроизводительных двигателей могут предпочесть использовать ковку в качестве метода производства. Двигатели, требующие высокой производительности, выбирают бильетные коленчатые валы. Их производство дорого.

Шаг 2

После ковки или литья коленчатого вала вы сгладите участки для подшипников и журналов. После этого вы просверлите масляные проходы.

Кроме того, при производстве двигателей можете решить оставить грубую отделку литых частей веб-сайтов. Однако вы будете обрабатывать части высокопроизводительных двигателей. Это помогает минимизировать сопротивление масла.

Шаг 3

Здесь вы убедитесь, что журналы тверже подшипников. Это делается для того, чтобы износ и повреждения происходили не на коленчатых валах, а на подшипниках.

Одним из способов увеличения твердости таких областей является термическая обработка.

Компоненты коленчатых валов

Коленчатый вал не является отдельным компонентом. Множество частей объединяются, чтобы создать полностью функциональную систему. Вот части, которые вы найдете в этом блоке:

Части коленчатого вала – Фото с любезного разрешения: The Engineers Post

Масляные каналы

Это отверстия, которые обеспечивают смазку системы, тем самым уменьшая скорость износа. Они расположены на распределительном валу и выделяют масло при работе системы.

Шайбы упорные

Эти компоненты расположены между седлом распределительного вала и вебом. Они поддерживают промежуток между двумя смежными частями распределительного вала.

Маслосъемные кольца

Они служат цели удержания масла в правильных местах, тем самым препятствуя утечкам. Используются два типа маслосъемных колец:

Маслосъемное кольцо на передней стороне

Это кольцо расположено за распределительными шестернями и ремнями. Когда оно выходит из строя, его легко обнаружить и отремонтировать.

Маслосъемное кольцо на задней стороне

Оно находится между ведущими колесами и главными журналами. Упругая защелка удерживает это кольцо на месте между распределительными валами. Когда оно выходит из строя, его обычно сложно достать и отремонтировать.

Балансировка/вес распределительного вала

Они находятся на распределительном валу и помогают улучшить стабильность устройства. Это означает, что система может работать плавно даже на более высоких оборотах.

Веб-/рычаг распределительного вала

Этот рычаг служит соединением между распределительными валами и опорными подшипниками.

Шатуны

Их также называют шатунными пальцами. Их целью является соединение распределительных валов с шатунными шейками. Они играют основную роль в эффективной передаче вращательной силы на большую сторону шатунного шейка.

Фланцевое крепление

Фланцы соединяют распределительные валы с ведущими колесами.

Главные журналы

Эти части линейно расположены по отношению к распределительному валу. Вы будете использовать этот компонент для присоединения этого вращающегося вала к блоку двигателя.

Принцип работы распределительного вала

Эти системы имеют несколько компонентов, которые работают вместе для передачи энергии. Вот как это работает:

• У распределительного вала есть серия смещенных штырей или “журналов”, расположенных вокруг его окружности. Эти журналы смещены относительно центра распределительного вала.
• Пока двигатель работает, поршни движутся вверх и вниз в их цилиндрах, толкая и тянуя шатуны.
• Шатуны прикреплены к журналам распределительного вала. По мере движения поршней вверх и вниз, шатуны толкают и тянут журналы во вращающемся движении.
• Поскольку журналы смещены относительно центра распределительного вала, толчки шатунов заставляют распределительный вал вращаться по круговой траектории.
• Вращающиеся распределительные валы передают импульс от поршней к трансмиссионному узлу. Это в свою очередь приводит в движение колеса транспортного средства или питает другое оборудование.

Смазка распределительного вала

У распределительного вала несколько подвижных компонентов, что означает, что он должен работать эффективно, чтобы передавать энергию без потерь. Кроме того, плавная работа минимизирует повреждения в двигателе.

По этой причине смазка распределительного вала является жизненно важной. Поскольку металлические детали движутся вверх и вниз, масло смазки делает этот процесс как можно более плавным.

Причины отказа распределительных валов

Цель конструкции распределительного вала – обеспечить его эффективную работу на протяжении длительного времени. Однако бывают случаи, когда экстремальные обстоятельства могут вызвать его ненормальную работу или отказ.

Вот несколько проблем, которые могут привести к отказу этого устройства:

Отказ, вызванный вибрацией

Журналы и шейки распределительного вала могут ломаться, когда двигатель испытывает большую крутящуюся вибрацию.

Изношенные вкладыши

Это происходит, когда масляное давление недостаточно. Поверхности вкладышей и подшипников трется друг о друга. В результате зазор расширяется, и давление масла снижается.

Усталость

Это силы, которые постоянно накапливаются на коленчатом валу и могут вызвать появление трещин. Это происходит в основном на соединении между шейками и вкладышами. Метод магнафлексинга – один из способов проверки на такие поломки.

Слишком высокое давление в цилиндрах

Гидравлическая блокировка происходит внутри оболочки из-за избыточного давления коленчатого вала.

Минимальная смазка

Это увеличит трение и повредит подшипники.

Неправильное выравнивание коленчатых валов

Части в этом блоке могут не выравниваться друг с другом, что приводит к неэффективной работе. Некоторые причины этого включают в себя:

• Взрывы или пожары в картере коленчатого вала
• Поврежденный первичный подшипник
• Поломанные болты или недостаточно затянутые
• Трещины в опорных седлах или карманах
• Коррозия в блоке

Выравнивание коленчатого вала

Сравнение коленчатого вала и распределительного вала

В двигателе вы найдете две системы, работающие вместе для достижения общей цели. Мы предлагаем таблицу сравнения, которая показывает, как они сравниваются:

Применение коленчатых валов

Коленчатые валы являются универсальными компонентами машины. Это означает, что они находят применение в нескольких областях. Некоторые из них включают:

Дизельные машины

Компоненты здесь большие и изготовлены из кованой стали. Это означает, что они могут выдерживать длительную эксплуатацию и обеспечивать эффективную мощность.

Генераторы

Эти компоненты присутствуют в электрических генераторах. Они преобразуют движение поршней во вращательное движение. Обычно маховик вращается из-за этой вращающейся силы.

Следовательно, это будет производить энергию. Вместе с генератором альтернатор будет производить электрическую энергию.

Установки Сгорания

Эта система может находиться в блоке двигателя, который сжигает топливо для производства энергии. Она поможет передать движение от линейного к вращательному с помощью штанг. Это позволяет обеспечить энергией различные нагрузки.

Приводы Распределительного Вала

Коленчатый вал и распределительный вал работают вместе. Приводные устройства, такие как цепи, помогают передавать энергию от коленчатого вала к распределительному валу.

Мотоциклы

Эта система помогает мотоциклам двигаться и снижать вибрации в двигателях.

Передача Энергии

Коленчатый вал упрощает передачу энергии другим частям двигателя. Некоторые из этих частей включают компрессоры, клапанные механизмы и насосы для воздуха и воды.

Коленчатый Вал

Заключение

Теперь ясно, насколько важен коленчатый вал для двигателя и как он поддерживает несколько операций двигателя. Мы также надеемся, что этот руководство дало вам глубокие знания о работе коленчатого вала.

Дополнительные ресурсы:

Части и функции коленчатого вала – Источник: The Engineers Post

Коленчатый вал – Источник: Википедия

Автомобильные материалы двигателя – Источник: Science Direct

Структура и функция коленчатого вала – Источник: Motor Service

Что такое коленчатый вал – Источник: MTAQ