Коленчатый вал автомобиля — его строение и система смазки.
Каждый компонент, составляющий двигатель внутреннего сгорания, является неотъемлемой частью системы, от которой зависит качество работы всего механизма. Одним из наиболее важных компонентов двигателя внутреннего сгорания является коленчатый вал. Он выполняет жизненно важную функцию, помогая преобразовывать крутящий момент поршней вперед и назад. Кроме того, он реагирует на изменения давления газа, которые происходят время от времени, и на инерционные силы движущихся масс.
Коленчатый вал автомобиля представляет собой целостную систему, поэтому его можно назвать компонентом. Он изготовлен из высококачественной нержавеющей стали. Метод изготовления — ковка. Иногда основным производственным материалом является чугун, в этом случае он производится методом литья. Наиболее прочные и устойчивые стальные коленчатые валы используются в установках с дизельными двигателями, а также двигателями с турбонаддувом.
Принцип работы коленчатого вала
В момент максимального извлечения поршня щеки и шатуны коленчатого вала вытягиваются в прямую линию. В этот момент в цилиндрах начинает сгорать топливо и, соответственно, выделяются горючие газы, которые перемещают поршень по направлению к коленчатому валу. Вместе с ним движется и поршневой шток, а шатунный рычаг вращается вокруг своей оси, поворачивая коленчатый вал в его нижней доле. При повороте на 180° шатун начинает двигаться в противоположном направлении, поэтому шатун также перемещается.
Получается следующая картина: поршень движется равномерно вперед-назад, крайние точки поршня называются «мертвыми точками», так как в этих точках скорость поршня равна нулю. Таким образом, мы поняли, как работает коленчатый вал.
Устройство коленчатого вала
На рисунке показана схема коленчатого вала
Устройство рассматриваемой части двигателя состоит из коренных и шатунных пальцев, которые соединены между собой шарнирами. Что касается количества шеек, то число коренных шеек обычно превышает число шатунов на единицу. Такие валы называются полноповоротными. Шатунные шейки имеют меньший диаметр, чем коренные шейки. Противовес устанавливается в направлении, противоположном направлению движения кривошипа. Этот компонент балансирует поршни и шатуны. Его функция крайне важна, поскольку он обеспечивает бесперебойную работу всего двигателя.
Кривошипные шейки расположены между двумя губками. Их имя — локоть. Коленчатый вал устанавливается в зависимости от количества, работы и расположения цилиндров, а также динамики двигателя. Основная функция шатунов — поддерживать баланс коленчатого вала, обеспечивать равномерное зажигание и минимизировать вибрации и изгибающие моменты. Кроме того, важной функцией кривошипа является поддержка шатуна.
В конструкции коленчатого вала наихудшие напряжения возникают в местах перехода шатунной шейки в кривошипную. Чтобы концентрация напряжений была низкой, этот узел был спроектирован с оребрением (радиус кривизны). Система ребер жесткости позволяет удлинить коленчатый вал. Подшипники скольжения, являющиеся частью вала, способствуют вращательному движению вала в местах расположения подшипников и шатунов в местах расположения шеек. Подшипники представляют собой тонкостенные вкладыши. Они изготавливаются из высококачественной стальной полосы, поверхность которой покрыта антифрикционной суспензией.
Чтобы предотвратить вращение вкладышей вблизи цапфы подшипника, для фиксации их положения в подшипнике используется выступ. А чтобы избежать осевого перемещения коленчатого вала, используется подшипник скольжения. Он располагается на цапфе (по центру снаружи или внутри).
- Подробнее о том, как проверить датчик масла коленчатого вала.
Устройство системы смазки коленчатого вала
Система смазки коленчатого вала включает в себя как шатунные, так и коренные шейки. Они смазываются под давлением. Общая система подачи масла подает масло к каждому подшипнику кривошипа. Затем следует подача смазки к кривошипам.
Мощность от коленчатого вала берется через его втулку (задний конец). В передней части вала находятся гнезда, на которых сидят ведущая шестерня коленчатого вала, шкив и гаситель крутильных колебаний. В общем, это два диска, соединенные между собой материалом с высокой степенью эластичности (резина, эластичная часть, жидкий силикон). Эти вещества способны поглощать вибрации от вала за счет трения внутри него.
Иллюстрация системы смазки коленчатого вала
