Коленвал — где находится и для чего нужен

Двигатель – сложный агрегат, в котором нет незначительных деталей. Одна из таких его составляющих – коленвал. С одной стороны, это не сложное устройство, а простая деталь, с другой, коленчатый вал – одна из основных деталей двигателя.

Для чего нужен коленвал?

Любой автомобильный двигатель является поршневым. Принцип его работы прост: в цилиндр подается топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется и увеличивается в объеме. Возникает избыточное давление, которое выталкивает поршень из цилиндра. Поршень при этом совершает поступательное движение, которое нужно преобразовать во вращательное, чтобы передать его в коробку передач, а дальше – на полуоси или карданный вал.

Вот именно эту функцию и выполняет коленчатый вал – преобразовывает один тип механического движения в другой, а именно: поступательное во вращательное.

Материал, из которого изготавливаются коленчатые валы, это не простая сталь, поэтому и стоимость изделия так высока, по сравнению с ценой простой металлической болванки. Сталь, из которой изготавливается вал, легируется хромом, молибденом и другими металлами, что придает изделию особую прочность. Кроме того, немаловажен сам процесс изготовления, начиная от того, как расположены волокна заготовки, заканчивая методикой изготовления – прессованием или ковкой.

С тем, что делает вал, мы разобрались, но остался вопрос – где находится коленвал? Коленчатый вал расположен в нижней части двигателя, снизу он прикрыт картером, заполненным моторным маслом. Вал закреплен в подшипниках, которые удерживают его и не дают смещаться, иногда для его усиления используются дополнительные упоры. Но есть исключение – в оппозитных двигателях коленчатый вал располагается выше, по центру ДВС.

Что собой представляет и как работает коленчатый вал?

Поршня в двигателе перемещаются неравномерно – пока дни опускаются, другие поднимаются – это обеспечивает плавность хода, и равномерное распределение нагрузки по времени. Коленчатый вал сдерживает ход поршней после сгорания топлива и возвращает их в исходное положение для сжатия смеси. С одной стороны он связан с газораспределительным механизмом, с другой – передает вращательный момент в трансмиссию.

Коленчатый вал состоит из нескольких шеек:

• Основные находятся точно по центральной оси вала и в процессе вращения не смещаются.
• Между ними находятся шатунные шейки, которые смещены относительно оси под разными, строго определенными углами, и при вращении описывают круг. Именно они обеспечивают взаимодействие вала и поршня.
• Между собой шейки соединены «щеками» – пластинами из толстого металла. Щеки кроме крепежной, выполняют антирезонансную функцию – во время вращения вал может войти в резонанс и разрушиться, но щеки не позволяют этому произойти.

Словами трудно описать внешний вид этой детали, если вы хотите точно представить коленвал, фото или схематическое изображение – наилучший вариант.

Принцип действия коленчатого вала:

• В момент, когда в камере воспламеняется воздушно-топливная смесь, поршень, а соответственно и связанная с ним шейка, находятся в крайнем нижнем положении.
• При воспламенении смеси поршень выталкивает шейку, которая смещается и тем самым проворачивает вал.
• В свою очередь, другая шейка, смещенная относительно описанной, под действием вращательного момента проворачивается и вдавливает сопряженный с ней поршень в цилиндр, сжимая топливно-воздушную смесь.

Дальше все продолжается аналогично. Это простой примет, не стоит забывать, что автомобильный двигатель – четырехтактный, поэтому в определенный момент поршень находится в одном из следующих положений:

• Впуск смеси.
• Сжатие смеси.
• Рабочий ход поршня.
• Выпуск отработанных газов.

Поэтому каждая из шатунных шеек расположена под углом 90 градусов по сравнению с рядом стоящими.

Немного интересной информации о коленвалах

Кроме обычных серийных, существуют спортивные коленчатые валы. Они обеспечивают более быстрый ход поршня в крайней точке сжатия за счет особой формы шатунных шеек. Если у обычного вала они имеют круглую форму, то у спортивного они слегка вытянутые, за счет чего общие характеристики работы двигателя изменяются.

Среди автомобилистов бытует мнение, что маркировка коленвала может рассказать о его характеристиках. На самом деле это не так – маркировка это всего лишь каталожный номер производителя или оригинальный номер. Она ничего общего не имеет со свойствами изделия, а используется для простоты подбора запчасти.

По сути, коленчатый вал это простой кусок обработанного должным образом качественного металла или сплава. С точки зрения функциональности, это незаменимая деталь, которая испытывает огромные нагрузки, от работы которой зависит не только качество езды, но и ресурс двигателя и его деталей. По сути же, это просто передаточное звено, которое обеспечивает работу других узлов автомобиля – генератора, трансмиссии, полуосей, карданного вала и так далее.

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы — Autodromo

Без рубрики

Автор admin На чтение 3 мин Просмотров 6.4к. Опубликовано 18. 04.2016

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.

Содержание

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.

ЧТО ТАКОЕ КОЛЕНВАЛ И ДЛЯ ЧЕГО ОН РАБОТАЕТ? | MTA Queensland

Коленчатый вал — это компонент двигателя, который преобразует вертикальное движение поршней во вращательное движение, необходимое для движения автомобиля. Энергия вращения коленчатого вала передается через систему маховика и трансмиссии, затем через карданный вал (на автомобилях с задним приводом) или коробку передач (на автомобилях с передним приводом) и на ведущие колеса, приводящие в движение автомобиль.

Коленчатый вал представляет собой прочный комплект, обычно изготавливаемый из стали или железа и устанавливаемый в нижней части двигателя. Он соединен с основанием поршней через шатуны, которые крепятся к шатунным шейкам в точках, смещенных зигзагообразно от центральной линии коленчатого вала. Эта установка позволяет вертикальному движению поршней раскручивать коленчатый вал и создавать вращательную энергию.

Хотя коленчатый вал отвечает за создание энергии вращения, он выполняет и другие задачи. На противоположном от маховика конце коленчатого вала находится шкив, к которому крепится приводной ремень. Этот приводной ремень питает движение коленчатого вала и питает различные компоненты, расположенные в передней части двигателя, включая генератор переменного тока (который обеспечивает электроэнергию во время движения автомобиля), компрессор кондиционера и насос гидроусилителя рулевого управления, среди прочего. .

Движение коленчатого вала также напрямую связано с подачей топлива и воздуха в цилиндры через его соединение с распределительный вал через ремень ГРМ . Синхронизация движения коленчатого и распределительного валов имеет решающее значение для работы двигателя.

Коленчатый вал тяжелый и чрезвычайно прочный, и маловероятно, что он сломается или треснет, если он не подвергается воздействию самых экстремальных усилий и давления. Тем не менее, это может случиться, и если это произойдет, транспортное средство никуда не поедет, и может потребоваться полная разборка и проверка двигателя, возможно, даже замена двигателя,

Более вероятен выход из строя периферийных компонентов, критически важных для работы коленчатого вала. Эти неисправные детали также могут привести к катастрофическим повреждениям, но их можно отремонтировать или заменить, если проблема обнаружена достаточно рано.

САЛЬНИК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: Как и для всех движущихся частей двигателя, для обеспечения плавной работы коленчатого вала требуется смазка. Если сальник коленчатого вала треснет или сломается, масло может вытечь, и, если это не устранить, возникшее трение и нагрев могут погнуть и серьезно повредить коленчатый вал.

ГАРМОНИЧЕСКИЙ БАЛАНСИРОВЩИК: Этот компонент расположен на конце шкива коленчатого вала и предназначен для поглощения вибраций двигателя. Если он выйдет из строя, вызванное этим увеличение вибрации и тряски может привести к повреждению коленчатого вала и других компонентов, прикрепленных к нему.

ДАТЧИК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: Датчик коленчатого вала — это электронное устройство, используемое системой управления двигателем автомобиля для контроля положения и скорости коленчатого вала. Система использует эти данные, чтобы определить, когда необходимо произвести искру для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре. Если датчик коленчатого вала неисправен, автомобиль может завестись с трудом или вообще не завестись.

ПОДШИПНИКИ: Подшипники коленчатого вала позволяют коленчатому валу двигаться и вращаться плавно, уменьшая трение между ним и неподвижным блоком двигателя над ним, в котором находятся поршни. Если эти подшипники выходят из строя — они могут быть повреждены грязью и мусором, загрязняющими смазочное масло, или если утечка оставила систему без достаточного количества масла — тогда давление и трение могут возрасти до такой степени, что может произойти серьезное повреждение.

Все эти проблемы приведут к катастрофическому повреждению двигателя, если их игнорировать. Если коленчатый вал не сбалансирован правильно, если подшипники выходят из строя или вибрация слишком сильная, то повреждения могут распространяться не только от коленчатого вала, но и через двигатель к шатунам, поршням, клапанам. . . короче, катастрофа.

На что следует обращать внимание: неравномерная работа, стук в двигателе, пропуски зажигания, низкое давление масла, периодическая остановка двигателя и повышенная вибрация, ощущаемая в автомобиле. Все это может указывать на проблему с системой коленчатого вала.

Если проблема заключается в самом коленчатом валу, то стоимость может быть высокой. Замена коленчатого вала — это крупная ремонтная работа, требующая полного рабочего дня или более квалифицированного механика. Если проблема связана с периферийным компонентом, то затраты времени и средств будут меньше. Чтобы обеспечить менее дорогое решение, нельзя игнорировать упомянутые выше симптомы. Квалифицированный механик сможет диагностировать и отследить точную проблему и гарантировать, что любой ремонт или замена будут выполнены правильно.

9 января 2020 г.

Распределительный и коленчатый вал: в чем разница?

Распределительные и коленчатые валы выполняют отдельные функции, но должны работать вместе в четко отлаженной последовательности, чтобы ваш двигатель работал бесперебойно.

Распределительный вал использует яйцевидные «кулачки» для открытия и закрытия клапанов двигателя (по одному кулачку на клапан), а коленчатый вал преобразует «кривошипы» (движение поршней вверх/вниз) во вращательное движение.

На этой странице

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал, расположенный в «верхней части» двигателя, является важной частью клапанного механизма, который позволяет воздуху и топливу поступать в камеру сгорания (пространство над поршнем) и выхлопным газам после их сгорания.

Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) может иметь до четырех распределительных валов — или сдвоенных кулачков — с четырьмя клапанами на цилиндр (два впускных и два выпускных). Установка с одним кулачком имеет только один из каждого клапана.

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал, приводимый в движение коленчатым валом, передает движение от кулачков через различные части клапанного механизма, открывая и закрывая клапаны двигателя.

Кулачки кулачка бывают разных форм и размеров, чтобы контролировать, насколько сильно открывается клапан и как долго. Конфигурация с четырьмя распределительными валами увеличивает мощность. С большим количеством клапанов больше впускных и выхлопных газов может двигаться легче, потому что для них больше места для прохождения.

Что такое коленчатый вал?

Расположенный в «нижней части» двигателя коленчатый вал использует огромную силу сгорания, толкая поршни вниз, заставляя коленчатый вал вращаться. Это вращение является источником энергии двигателя.

Как работает коленчатый вал?

Шатуны прикрепляют поршни к коленчатому валу. Сгорание, точно контролируемое зажиганием и фазами газораспределения, оказывает огромное давление на поршни, позволяя коленчатому валу сохранять свой вращательный момент.

Как распредвалы и коленчатые валы работают вместе?

Шестерни распределительного вала и коленчатого вала соединены между собой зубчатой ​​цепью (аналогична велосипедной цепи) или зубчатым ремнем (аналогично приводному ремню, но с зубьями), или зубчатым зацеплением (две взаимосвязанные шестерни), расположенными в «переднем конце» ” двигателя. Чтобы контролировать горение, они должны быть пронумерованы (выровнены в соответствии со спецификациями производителя), чтобы работать в идеальной гармонии. Это называется фазами газораспределения.

Во время четырехтактного цикла сгорания (впуск, сжатие, рабочий цикл и выпуск) коленчатый вал поворачивается дважды — каждый поршень перемещается вверх и вниз дважды — в то время как распределительный вал поворачивается один раз. Это приводит к тому, что каждый клапан открывается один раз на каждые два оборота коленчатого вала относительно поршня. Таким образом, на такте впуска будут открываться только впускные клапаны.

Оба клапана остаются закрытыми во время такта сжатия и сгорания, и только выпускной клапан (клапаны) открывается во время такта выпуска.

Ремни ГРМ, цепи и шестерни изнашиваются, поэтому рекомендуемые интервалы замены обязательно проверяйте в руководстве по эксплуатации.

Боб Лацивита

Боб Лацивита — отмеченный наградами автомобильный техник ASE и General Motors, преподаватель и независимый писатель, который пишет о ремонте автомобилей своими руками и техническом обслуживании автомобилей.