Требования к деталям кривошипно-шатунного механизма д-245.12

Неисправности и их устранение

К наиболее распространенным неисправностям коленвала относится:

Значительный износ шатунных и коренных шеек, к которому привела нехватка масла или его ненадлежащее качество, неправильное давление в системе, засоренность масляного фильтра, перегрев масла, приведший к его разжижению. Устраняется неисправность капитальным ремонтом мотора.
Износ торцов под упорными кольцами (а случается это, если автомобиль часто стоит на месте при выжатом сцеплении) В этом случае придется обработать упорные фланцы и использовать более толстые полукольца. Часты случаи, когда подобный эффект устраняется только путем замены вала, которому предшествует диагностика, а при необходимости – и ремонт привода сцепления.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
Система смазки;
Система охлаждения;
Система подачи топлива;
Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

Распределительный вал;
Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
Детали привода клапанов;
Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

Масляный картер (поддон);
Насос подачи масла;
Масляный фильтр с редукционным клапаном;
Маслопроводы;
Масляный щуп (индикатор уровня масла);
Указатель давления в системе;
Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

Рубашка охлаждения двигателя;
Насос (помпа);
Термостат;
Радиатор;
Вентилятор;
Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

Топливный бак;
Датчик уровня топлива;
Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
Топливные трубопроводы;
Впускной коллектор;
Воздушные патрубки;
Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

Выпускной коллектор;
Приемная труба глушителя;
Резонатор;
Глушитель;
Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Неисправности [ править | править код ]

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

износ вала по коренным или шатунным шейкам;
изгиб;
разрушение вала ;
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 , 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 . Сломанный вал ремонту не подлежит. При износе посадочных поверхностей могут применяться электрохимическая обработка, плазменная или электродуговая наплавка поверхностей, а также другие решения.

собственно вопрос в названии темы)

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.

Выемка коленчатого вала из блока дизельного двигателя трактора

Рисунок 1.1.3 — Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-236

На рисунке 1.1.4 приведен коленчатый вал двигателя автомобиля КамАЗ-740. В данном коленчатом вале в шатунных имеются грязеуловительные полости 2, для дополнительной центробежной очистки масла. Грязеуловительные полости устанавливаются на коленчатых валах у большинства дизельных двигателей. Коленчатый вал данного дизеля не имеет фланцев для крепления маховиков, также как и коленчатый вал двигателя ЯМЗ-236. Шатунные шейки коленчатого вала располагаются так, чтобы одноименные такты (например, такты расширения) в различных цилиндрах двигателя проходили через равные промежутки (по углу поворота коленчатого вала) а силы инерции, возникающие в цилиндрах, взаимно. Если расположение колен коленчатого вала не обеспечивает взаимного уравновешивания сил инерции и создаваемых ими моментов, то на таких коленчатых валах устанавливают противовесы или оборудуют двигатели специальными уравновешивающими механизмами. Диаметр шатунной шейки 80 мм а коренной 95 мм. От осевого смешения коленчатые валы дизелей удерживаются двумя парами упорных полуколец из бронзы или сталеалюминия установленных в выточках задней коренной опоры.

Как узнать размеры коленвалов

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

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

Как правило, при первом ремонте шейку шлифуют на глубину около 0,25 мм. Следующие размеры располагаются друг от друга на таком же расстоянии: 0,5, 0,75 и 1 мм. Для ряда моделей также возможны шаги в 0,125 мм. Таблицы допускают шлифовку ещё на два размера, 1,25 и 1,5 мм, однако такая обработка чревата разрушения вала в процессе работы. По этой причине в магазинах размеры вкладышей 1,25 и 1,5 представлены редко. При значительном износе иногда перешлифовывают «через размер», т. е. уменьшают диаметр сразу на два размера.

Размеры шеек на ВАЗ

Размеры и другие характеристики

Параметры и технические показатели коленчатого вала КамАЗ:

радиус кривошипа — 4,6 см;
радиус крайних противовесов — 8,5 см;
радиус средних противовесов — 8,2 см;
диаметр коренной шейки — 6,4 см;
диаметр шатунной шейки — 5,8 см;
диаметр фланца коленвала — 12,2 см;
ширина шатунной шейки — 3,6 см;
ширина коренной шейки — 4 см;
количество противовесов — 4;
защитные фаски — есть;
ход поршневой части — 13 см;
диаметр цилиндрических элементов — 12 см;
материал корпуса — чугун или стальной сплав;
максимальный крутящий момент — 2200 оборотов в минуту;
ремонтные размеры — 0,5*0,2 м;
допустимый дисбаланс — не более 35 г/см;
весь механизм вместе с противовесами весит 76 кг.

Коренные и шатунные подшипники

Подшипники КАМАЗ

.Коренные ишатунные подшипники скольжения выполнены в виде сменных тонкостенных разрезных вкладышей, которые с натягом устанавливают в точно обработанные цилиндрические гнезда — постели.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинцовистого сплава. Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников коленчатого вала невзаимозаменяемы. Верхние вкладыши коренных подшипников отличаются от нижних наличием отверстий для подвода масла и кольцевой канавки для его распределения. Верхние и нижние вкладыши шатунных подшипников коленчатого вала взаимозаменяемы.

Чтобы предотвратить проворачивание и осевое перемещение вкладышей в гнездах, на краях вкладышей выдавлены кромки, которые входят в соответствующие пазы, выполненные в постелях блока и шатуна, а также в их крышках.

По мере изнашивания шеек коленчатого вала допускается перешлифовывать их четыре раза, вкладыши выпускаются семи ремонтных размеров (табл. 1.1), поскольку можно растачивать отверстия в блоке и шатунах под вкладыши в ремонтный размер. Клейма ремонтного размера и диаметров шеек коленчатого вала и постелей в блоке или шатуне наносятся на тыльную сторону вкладыша недалеко от плоскости разъема.

Шатунный подшипник

Коренной подшипник
Диаметр, мм	маркировка вкладыша	диаметр, мм	маркировка вкладыша верхнего (нижнего)
шейки коленчатого вала	постели шатуна	шейки коленчатого вала	постели блока
79,50-0,013	85,0+ 0,01	740.1004058 Р1 79,50—85,0	94,5-0,015	100,0+0,021	740.1005170 (740.1005171) Р1 94,50—100,0
79,00-0,013	85,0+ 0,01	740.1004058 Р2 79,00—85,00	94,0-0,015	100,0+0,021	740.1005170 (740.1005171) Р2 94,00— 100,0

Шатунный подшипник	Коренной подшипник
диаметр, мм	диаметр, мм	маркировка вкладыша верхнего (нижнего)
шейки коленчатого вала	постели шатуна	маркировка вкладыша	шейки коленчатого вала	постели блока
80,00-0,013	85,5+0,01	740.1004058 РЗ 80,00—85,00	95,00-0,013	100,5+0,021	740.1005170 (740.1005171) РЗ 95,00-100,5
79,50-0,013	85,5+0,01	740.1004058 Р4 79,50—85,5	94,50-0,013	100,5+0,021	740.1005170 (740.1005171) Р4 94,50— 100,5
79,00-0,013	85,5+0,01	740.1004058 Р5 79,00—85,0	94,00-0,013	100,5+0,021	740.1005170 (740.1005171) Р5 94,00— 100,5
78,50-0,013	85,5+0,01	740.1004058 Р6 78,50—85,00	93,50-0,013	100,0+0,021	740.1005170 (740.1005171) Р6 93,50— 100,0
78,00-0,013	85,5+0,01	740.1004058 Р7 78,00—85,0	93,00-0,013	100,0+0,021	740.1005170 (740.1005171) Р7 93,00— 100,0

Как выглядит

Как видно на фото, этот элемент имеет довольно сложную форму. Его основными составными частями являются:

коренные шейки;
шатунные шейки;
щеки;
противовесы.

Коренные (опорные) шейки служат для опоры коленвала в так называемых «постелях». В них крепятся не смещающиеся в процессе работы подшипники, обеспечивающие вращение. Поскольку на коренные шейки приходятся более значительные нагрузки, их диаметр больше, чем у шатунных.

Шатунные шейки (колена) – это опорные поверхности шатунов. С учетом порядка работы цилиндров колена смещаются относительно оси вращения на определенные углы.

Если коленчатый вал сконструирован так, что по обе стороны от каждой шатунной шейки находятся опорные, то он называется полноопорным, в противном случае – неполноопорным. В современных автомобильных двигателях наибольшее распространение имеют именно полноопорные коленвалы.

Колена соединены между собой щеками. Противовесы, являющиеся продолжениями щек в сторону противоположную колену, уравновешивают центробежные силы, возникающие при вращении. Внутри коленвала имеется масляные каналы, при помощи которых происходит смазка шатунных шеек.

Из каких материалов и как изготавливается

Материал и технология производства зависят от класса и назначения автомобиля:

Для стандартных серийных автомобилей коленчатый вал отливается из чугуна, этим достигается минимальная себестоимость производства.
Коленвал более мощных и спортивных машин кованый и изготовлен из стали. По сравнению с чугунным он обладает улучшенными характеристиками по таким параметрам, как габариты, вес и прочность.
Самый дорогостоящий вариант, использующийся в люксовых моделях, – коленчатый вал, выточенный из цельного куска стали.

Место перехода щек в шейки является самым нагруженным, так как здесь концентрируются максимальные напряжения. Для того чтобы разгрузить соединение, его выполняют с полукруглым переходом (галтелью). Как правило, галтели делают двойными с промежуточным технологическим пояском. Такое конструктивное решение позволяет сохранить максимальное значение активной площади шеек – поверхности, находящей под вкладышами.

Как раз по причине возникновения высоких нагрузок в соединениях, не нашел широкого применения коленчатый вал составной конструкции, в котором отдельные части соединены между собой крепежом.

https://youtube.com/watch?v=bDmXZ_xZLUw

Метки: коленвал, материал

Комментарии 18

Из пластика ё-моё!

в любом случае это не просто кусок металла причудливой формы, проще говоря внутри коленвала метал более мягкий чем снаружи, для того чтобы он выдерживал нагрузки и биения при работе, он как бы не много изгибается. клапана также сделаны из окалиностойкой стали, а внутри залит жидкий натрий, для того чтобы выдерживать высокие температуры и резкие перепады.

Там не два материала. Весь коленвал из одногодного материала, из чугуна. Но поверхность подвергнута термической обработке.

Уже давно не закаливают поверхность вала. Это был удел совдепа. Сейчас наши бравые ЗМЗшники заявляют, что это приводит к необоснованному удорожанию детали.

я не говорил, что там два металла.

какой какой там натрий? оО =)

Внутри клапана имеется полость, заполненная на 50…60% натрием. Полость закрыта заглушкой, приваренной к тарелке клапана. Во время работы двигателя натрий плавится и, переливаясь при встряхивании, интенсивно переносит тепло от головки к стержню, а от стержня тепло передается втулке клапана. Благодаря этому температура тарелки клапана снижается.

нет там ничего подобного. но должно быть. но нету:)

если память мне не изменят то есть два двигателя умз 417 и змз 402. так вот распредвалы у них одинаковые. У умз сделан из чугуна, а у змз из стали .

Есть еще УМЗ 421 и на всех заводской распредвал, как и коленвал из одного и того же материала сделан.

Из дерева, странный вопрос, из чего ещё коленвалы делают:-)

зачет это нужно знать ?именно марку ну чугун

Назначение и устройство коленчатого вала – понятными словами о детали

Даже непрофессиональный механик в двух словах знает назначение и устройство коленчатого вала, так как он является очень важным конструктивным элементом двигателя внутреннего сгорания. Именно в его функции входит воспринимать возвратно-поступательные движения поршней и передавать их в виде крутящего момента вспомогательным агрегатам, а также ротору тягового генератора.

Назначение и устройство коленчатого вала – основные узлы

Зная, для чего нужен коленвал, можно утверждать, что на него в процессе работы воздействуют и крутящие, и изгибающие силы, поэтому для того чтобы он не вышел из строя раньше заданного времени, его износостойкость должна быть высокой. Именно с этой целью такие детали чаще всего изготавливают из высокопрочных легированных сталей, еще встречаются и литые коленчатые валы, изготовленные из высокопрочного чугуна и закаленные токами высокой частоты. Коленвалы бывают без противовесов и с двойным противовесом.

Расположена эта деталь непосредственно в двигателе автомобиля, и его конструкция напрямую зависит от движка. Однако, несмотря на это, в конструкциях абсолютно всех коленчатых валов наблюдается много общего. Так из чего состоит коленвал? В качестве опоры выступают коренные шейки, в основном, применяется конструкция с четырьмя опорами, но встречаются и трехопорные. В шестицилиндровых двигателях расположены валы, у которых семь опор. Для того чтобы деталь была уравновешена, необходим противовес, а если диаметры цилиндров небольшие, тогда применяется одинарный противовес. Благодаря им обеспечивается плавная работа всего двигателя.

Из чего состоит коленвал – вспомогательные механизмы

Выяснив, для чего служит коленчатый вал и какие силы на него действуют, становится понятным, почему сопряжения между щеками и шатунными шейками делаются немного закругленными, это предотвращает преждевременное разрушение. Между двумя щеками располагается шатунная шейка, которая называется коленом, ее предназначение – обеспечивать равномерность воспламенения, уравновешенность движка, минимальные изгибающие моменты и крутильные колебания.

Подшипники скольжения обеспечивают вращение шатунов и коленвала в опорах. На крайней или же средней коренной шейке устанавливается упорный подшипник скольжения, в его задачи входит предотвращение осевых перемещений детали. Учитывая количество деталей, которые должны четко работать все вместе, нетрудно догадаться, как тщательно балансируется эта деталь в процессе изготовления, но все равно иногда обнаруживается дисбаланс, правда, происходит это еще на этапе испытаний, и в продажу такой агрегат не попадет.

Как работает коленвал – взгляд изнутри

Принцип работы коленчатого вала заключается в следующем. В момент максимального удаления поршня щеки и шатун коленвала вытягиваются в одну линию. В это время в цилиндрах начинает гореть топливо, и, соответственно, выделяются горючие газы, которые перемещают поршень по направлению к коленвалу. Вместе с ним также перемещается и шатун, нижняя головка которого поворачивает относительно своей оси коленчатый вал. Как только он развернется на 180°, шатунная шейка начинает движение в обратном направлении, таким образом, перемещается и поршень.

Получается следующая картина: поршень равномерно то удаляется, то приближается к детали, крайние точки поршня называются «мертвыми», так как в этих положениях его скорость равна нулю. Таким образом, мы разобрались, как работает коленчатый вал.

Немаловажную роль играет и система смазки в детали. От общей магистрали к опорам коренных шеек обеспечивается подвод масла, которое подается под давлением. Далее по специальным каналам, расположенным в щеках, это масло подается к шатунным шейкам. Благодаря масляной пленке, повышается износостойкость данных элементов. Кроме того, благодаря давлению масла можно проверить, нуждаются ли шейки коленчатого вала в замене. Определившись, для чего нужен коленчатый вал, можно смело утверждать, что он занимает одну из ведущих позиций среди деталей двигателя.

Вкладыши коренных подшипников

На вкладышах не производите никаких подгоночных операций. При задирах, рисках или отслоениях замените вкладыши.

Проверьте зазор между вкладышами и шейками коленчатого вала:

расположите отрезок калиброванной пластмассовой проволоки на проверяемой шейке;
установите крышки с коренными вкладышами, и затяните крепежные болты крышек моментом 80,36 Н·м (8,2 кгс·м);
снимите крышки и по величине сплющивания проволоки по шкале упаковки (рис. 2-37) определите величину зазора.

Зазор между шейками коленчатого вала и вкладышами можно также определить расчетом, измерив диаметры коренных шеек, постелей под вкладыши и толщину вкладышей.

Номинальный расчетный зазор составляет 0,050 -0,095 мм. Если он меньше предельного (0,15 мм), то можно снова использовать эти вкладыши. При зазоре большем предельного, замените на этих шейках вкладыши новыми. Если шейки коленчатого вала изношены и шлифуются до ремонтного размера, то замените вкладыши ремонтными (увеличенной толщины, см. табл 2-4). Признаком правильности сборки и сопряжения шеек с вкладышами является свободное вращение коленчатого вала.

Цифры 0,25, 0,50 и т.д. указывают величину уменьшения диаметра шеек коленчатого вала после шлифования.