Чем предотвращается осевое смещение распределительного вала

Главными задачами системы изменения фаз газораспределения являются:

— улучшение качества работы двигателя на холостом ходу;

— снижение расхода топлива;

— оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала;

— увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота;

— увеличение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала.

19. Что дает опережение открытия выпускного клапана?

Выпускной кулачок должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от продуктов сгорания. При позднем открытии оставшиеся в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может происходить потому, что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется «перекрытием клапанов». Этот «перелив» из впускного канала в выпускной может дать двигателю несколько преимуществ. Во-первых, выхлопные газы, выходящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума — нечто подобное происходит при выдергивании пробки из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смесь, переливающаяся в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрытия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обоих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как для гоночных автомобилей эта величина достигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблема зазора между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления — «карманы», чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.

В чем назначение перекрытие фаз?

Когда впускной клапан открывается раньше, а выпускной клапан закрывается поздно, имеется период времени, когда оба клапана открыты. Этот период перекрытия клапанов имеет место, когда поршень находится около ВМТ. Открывание обоихкла-панов одновременно может не показаться хорошей идеей, однако, такая технология сжимает движущуюся массу потока выхлопных газов как своеобразный «пылесос», чтобы вытянуть оставшиеся газы. Фактически, этот эффект пылесоса такой сильный, что он также помогает начать впуск потока. Этот более ранний впускной поток, вызванный энергией выхлопных газов, называется продувкой, и он улучшает наполнение цилиндра и увеличивает мощность, особенно на высоких оборотах. Тогда как чрезмерное перекрытие клапанов уменьшает крутящий момент на низких оборотах, потери уменьшаются, когда продолжительность перекрытия настраивается в соответствии с применением — примерно от 400 для обычного распредвала и примерно до 850 для специального профиля.Распределительные валы с короткой продолжительностью тактов, разработанные для работы при низких оборотах двигателя, почти всегда имеют короткие периоды перекрытия клапанов. Эти распределительные валы обеспечивают хорошие значения мощности двигателя на низких оборотах, так как фазы работы клапанов не слишком удалены от фаз ВМТ/НМТ.

Какие силы действуют вдоль оси распределительного вала?

Преимущества и недостатки косозубых шестерен в приводе распределительного вала

-практически неограниченная передаваемая мощность

-малые габариты и вес

-стабильное передаточное отношение

Высокий КПД, который составляет в среднем 0,97 – 0,98

шум в работе на высоких скоростях (может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев)

Преимущественное распространение получили передачи с зубьями эвольвентного профиля, которые изготавливаются массовым методом обкатки на зубофрезерных или зубодолбежных станках. Достоинство эвольвентного зацепления состоит в том, что оно мало чувствительно к колебанию межцентрового расстояния

При высоких угловых скоростях вращения рекомендуется применять косозубые шестерни, в которых зубья входят о зацепление плавно, что и обеспечивает относительно бесшумную работу.

Недостатком косозубых шестерен является наличие осевых усилий, которые дополнительно нагружают подшипники. Этот недостаток можно устранить, применив сдвоенные шестерни с равнонаправленными спиралями зубьев или шевронные шестерни.

Шевронные шестерни, ввиду высокой стоимости и трудности изготовления применяются сравнительно редко – лишь для уникальных передач большой мощности.

При малых угловых скоростях вращения применяются конические прямозубые шестерни, при больших – шестерни с круговым зубом, которые в настоящее время заменили конические косозубые шестерни, применяемые ранее.

Конические гипоидные шестерни тоже имеют круговой зуб, однако оси колес в них смещены, что создает особенно плавную и бесшумную работу. Передаточное отнесение в зубчатых парах колеблется в широких пределах, однако обычно оно равно 3 – 5

Преимущества и недостатки цепной и ременной передач в приводе распределительного вала

Преимуществами являются возможность осуществлять передачу на значительные расстояния, эластичность привода, смягчающая колебания и нагрузки и предохраняющая от значительных перегрузок (за счет проскальзывания), плавность хода и бесшумность работы.

К недостаткам относятся меньшая компактность, непостоянство передаточного отношения (из-за скольжения ремня на шкивах), большое давление на валы и подшипники, немного меньший коэффициент полезного действия.

Способы осевой фиксации распределительного вала

Фиксация вала в осевом направлении осуществляется специальными торцевыми ограничителями. У большинства двигателей осевые перемещения ограничиваются упорным фланцем, укрепленным болтами к блок-картеру. Распорное кольцо 6, зажатое между ступицей шестерни и передней опорной шейкой, толще

упорного фланца, что обеспечивает необходимый осевой зазор между торцом шейки и ступицей шестерни.

С какой целью на деталях привода распределительного вала ставят метки?

метка на шкиве коленчатого вала совмещена с меткой на крышке масляного насоса). При этом метка 8 должна совпадать с меткой на задней крышке зубчатого ремня, а метка на маховике должна находиться против среднего деления шкалы на картере сцепления.

Если метки не совпадают, то ослабляют ремень натяжным роликом, снимают со шкива распределительного вала, корректируют положение шкива, снова надевают ремень на шкив и слегка натягивают натяжным роликом. Опять проверяют совпадение установочных меток, провернув коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.

Назначение теплового зазора в приводе клапана, почему его необходимо регулировать в процессе эксплуатации двигателя?

Каково основное назначение пружины клапана?

Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; Нарушение авторского права страницы

Каким образом осевое перемещение вала насоса влияет на работу торцовых уплотнений?

Осевое перемещение вала насоса может возникнуть в результате ряда причин: износ упорного подшипника, пяты, смещение гильзы по валу, некачественный монтаж уплотнения, при этом положение колец пар трения друг относительно друга может измениться.

Если зазор S увеличился от первоначального, значит, кольца сблизились и начинают работать в режиме упорного подшипника (см. рис.) В этом случае они перегреваются от трения, растрескиваются, и уплотнение начинает протекать.

Если зазор уменьшился от первоначального, значит, кольца отошли друг от друга, усилие сжатия их ослабло, обойма может сойти с направляющей фланца, что может привести к течи уплотнения при сохранении целостности колец пар трения.

Правильное положение колец легко проконтролировать по величине зазора между вращающимся вместе с валом кольцом крепления уплотнения на валу и фланцем уплотнения.

Для продления срока службы уплотнения рекомендуется при изменении зазора S более чем на 1 мм от исходного – остановить насос, ослабить крепление уплотнения по валу, перемещая гильзу; восстановить требуемый зазор, используя фиксаторы; установить исходное положение гильзы относительно фланца уплотнения, закрепить уплотнение и продолжить эксплуатацию насоса.

Осевое перемещение распределительных валов ограничивается упорным болтом ( фиг. У верхних валов для этой цели используется опорный подшипник, ближайший к шестерне привода ( фиг. [1]

Осевые перемещения распределительного вала у большинства карбюраторных двигателей ограничиваются упорным фланцем 3, закрепленным на блоке между торцом передней шейки вала и ступицей распределительной шестерни. Опорные шейки 4 распределительного вала вращаются в стальных втулках 6, залитых сплавом СОС6 — 6, или метал локер амических втулках. [2]

Осевое перемещение распределительного вала регулируют винтом 10, ввернутым в крышку картера распределительных шестерен ( см. рис. 1 в прилож. [3]

Осевое перемещение распределительного вала ограничивается с одной стороны буртом передней шейки вала, с другой стороны подпятником 3, который запрессован в торец вала. Подпятник упирается в винт, ввернутый в крышку картера распределительных шестерен. [5]

Осевые перемещения распределительного вала регулируют только в тех механизмах газораспределения, где эти перемещения ограничиваются упорным болтом. [6]

Осевые перемещения распределительного вала у большинства карбюраторных двигателей ограничиваются упорным фланцем 3, закрепленным на блоке между торцом передней шейки вала и ступицей распределительной шестерни. Опорные шейки 4 распределительного вала вращаются в стальных втулках 6, залитых сплавом СОС 6 — 6, или металлокерамических втулках. [7]

Осевое перемещение распределительного вала в пределах 0 10 — 0 33 мм обеспечивается упорным диском. Толкатели / расположены над кулачками распределительных валов в четырех кронштейнах, прикрепленных к боковой стенке блок-картера. [9]

Как регулируют осевое перемещение распределительного вала . [10]

Для ограничения осевого перемещения распределительного вала применяют упорный фланец и распорное кольцо. Фланец крепят к двигателю двумя болтами, а в отверстие фланца вставляют распорное кольцо. Разница между высотой распорного кольца и толщиной фланца составляет 0 08 — 0 208 мм, что соответствует осевому зазору распределительного вала. [11]

Аналогичным образом ограничивается и осевое перемещение распределительного вала в двигателе ЗИС-110, в котором разница между толщиной упорного фланца и высотой распорного кольца составляет 0 07 — 0 16 мм. [12]

При вращении шестерен с косыми зубьями возникает осевое перемещение распределительного вала . Чтобы избежать вредных последствий от такого перемещения, вал ограничивают упорными фланцами. [14]

Способ осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Способ осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что шатун удерживают в осевом направлении по верхней головке шатуна приливами поршня и стопорными элементами в виде пружинных колец. Шатун устанавливают неподвижно относительно поршневого пальца посадкой с натягом, а пружинные кольца устанавливают в канавках приливов поршня. Технический результат заключается в увеличении ресурса работы и снижении механических потерь. 1 ил.

 

Решение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к способу осевой фиксации шатунов.

Известен способ осевой фиксации шатуна (см. А.Э. ХРУЛЕВ «Ремонт двигателей зарубежных автомобилей», М.: «За рулем» М. 1998, стр.45) где шатун удерживают в осевом направлении по верхней головке приливами поршня, которые имеют механическую обработку торцов, пружинные кольца устанавливают в приливах поршня, а поршневой палец устанавливают вращающимся в верхней головке шатуна и приливах поршня.

Недостатком такого способа осевой фиксации шатуна есть то, что при его колебательном движении происходит трение между торцами верхней головки и торцами приливов поршня из алюминия, что приводит к износу торцов приливов, а также то, что их необходимо механически обрабатывать.

По совокупности существенных признаков наиболее близким к решению, что заявляется, есть способ осевой фиксации шатуна, описанный в книге В.Н. БОЛТИНСКИЙ «Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей», Москва, Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962, стр. 174, 175, 176, 177, где шатун удерживают в осевом направлении торцами нижней головки на шейке коленчатого вала, а между верхней головкой и приливами поршня предусматривают зазор по 1,5 мм на сторону, также пружинные кольца устанавливают в приливах поршня, а поршневой палец устанавливают вращающимся в верхней головке шатуна и приливах поршня. При этом трение между торцами приливов и верхней головкой отсутствует, а торцы приливов не имеют механической обработки.

Но при вращении коленчатого вала и передаче усилий шатун торцами нижней головки контактирует с торцами шейки, при этом за счет трения появляется разворачивающий момент, увеличивающий давление поршня на стенку цилиндра. Это приводит к снижению ресурса работы поршневой группы и увеличению механических потерь при работе двигателя.

В основу решения поставлена задача устранения трения между торцами нижней головки шатуна и торцами шейки коленчатого вала путем изменения способа осевой фиксации шатуна, что увеличит ресурс работы поршневой группы и снизит механические потери при работе двигателя.

Суть технического решения состоит в том, что способ осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания, где шатун удерживают в осевом направлении по верхней головке приливами поршня, а также стопорными элементами в виде пружинных колец, а поршневой палец устанавливают в верхней головке, шатун устанавливают неподвижно относительно поршневого пальца посадкой с натягом, а пружинные кольца устанавливают в канавках приливов поршня.

Причинно-следственная связь существенных признаков и технического результата, что достигается, состоит в том, что предложенным способом осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания устраняют трение между торцами нижней головки и торцами шейки коленчатого вала, тем самым увеличивают ресурс работы поршневой группы и снижают механические потери при работе двигателя.

При этом шатун устанавливают на шейку коленчатого вала с зазором по ~ 1,5 мм на сторону между торцами нижней головки и торцами шейки, а пружинными кольцами предотвращают осевое перемещение шатуна.

Способ осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания изображен в разрезе на фигуре, где шатун 1, поршень 2, пружинные кольца 3, поршневой палец 4 и коленчатый вал 5.

Шатун 1 удерживают в осевом направлении пружинными кольцами 3, которые устанавливают в канавках приливов поршня 2, через поршневой палец 4. При этом шатун 1 верхней головкой устанавливают посадкой с натягом относительно поршневого пальца 4.

При работе двигателя для передачи усилий шатун 1 совершает возвратно-поступательное и колебательное движение, при этом нет трения между торцами 6, 7 нижней головки и торцами 8, 9 шейки коленчатого вала 5, которая перемещается в осевом направлении в нижней головке.

Таким образом, в работе двигателя внутреннего сгорания отсутствует разворачивающий момент, увеличивающий давление поршня на стенку цилиндра.

Поршневая группа имеет увеличенный ресурс работы, а двигатель — сниженные механические потери.

Способ осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания, где шатун удерживают в осевом направлении по верхней головке приливами поршня, а также стопорными элементами в виде пружинных колец, а поршневой палец устанавливают в верхней головке, отличающийся тем, что шатун устанавливают неподвижно относительно поршневого пальца посадкой с натягом, а пружинные кольца устанавливают в канавках приливов поршня.

 

Похожие патенты:

Кривошипно-шатунный механизм двс // 2500909

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к кривошипно-шатунным механизмам. Кривошипно-шатунный механизм ДВС состоит из коленчатого вала, шарнирно соединенного с шатунами, взаимосвязанными своей головкой через шлицы с ответными шлицами, выполненными на поверхности поршневого пальца в его средней части.

Поршневая машина // 2497002

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, авторемонту и к компрессорному оборудованию, поршневой машине, содержащей цилиндропоршневую группу, включающую поршень с размещенными в его канавках компрессионными кольцами, и имеющей два вкладыша, установленные в выемках на боковой поверхности поршня, а также конструктивные узлы, предназначенные для взаимно смещенной ориентации положения замков колец, вкладыши размещены над вторым компрессионным кольцом, симметрично положению центра его замка, с расстоянием между краями выемок, не превышающим минимально заданный запас.

Устройство для изготовления двусторонних поршней // 2484957

Изобретение относится к нефтепромысловой технике, в частности к устройствам для изготовления двухсторонних поршней для буровых насосов, используемых в буровых установках при перекачивании абразивосодержащих жидкостей, главным образом при повышенных давлениях и температурах.

Поршень для тормозной системы с гидравлическим приводом и способ его изготовления // 2450180

Изобретение относится к поршню для тормозной системы с гидравлическим приводом. .

Пространственный шарнирный четырехзвенник // 2446331

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании пространственных четырехзвенных механизмов. .

Поршень // 2419736

Изобретение относится к поршням для использования в двигателях. .

Шатунно-поршневая группа // 2411407

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к узлам поршневых машин, преимущественно, двигателей внутреннего сгорания. .

Поршневой палец // 2410590

Изобретение относится к поршневому пальцу и предназначено для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна в двигателе внутреннего сгорания. .

Поршень // 2395699

Изобретение относится к двигателестроению. .

Поршень // 2379563

Поршневое подшипниковое устройство // 2508481

Изобретение относится к поршневому подшипниковому устройству двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит поршень с по меньшей мере верхней частью и нижней частью, жестко скрепленными друг с другом, и шатун (2), имеющий верхний конец (2а) с поршневыми пальцевыми средствами (3), установленными между упомянутыми частями (1a, 1b) поршня и соединенными с возможностью поворота с поршнем. Верхний конец (2а) шатуна (2) выполнен с первой рабочей поверхностью (2а1) подшипника, зацепленной с возможностью поворота с внутренней поверхностью верхней части поршня. Поршневые пальцевые средства (3) имеют вторую и третью рабочие поверхности (3а) подшипника, расположенные с каждой стороны шатуна (2) и на противоположной стороне поршневых пальцевых средств (3) относительно первой рабочей поверхности (2а1) подшипника. Рабочие поверхности (2а1; 3а) имеют по существу форму половины цилиндра, и радиус (R1) кривизны первой рабочей поверхности (2a1) по существу больше, чем радиус (R2) кривизны второй и третьей рабочих поверхностей (3а). Технический результат: обеспечение надежного решения для выдерживания увеличенных давлений цилиндра и скоростей, использующихся в двигателях внутреннего сгорания, особенно больших дизельных двигателях. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Поршень составной дифференциальный (варианты) // 2511925

Заявляемая группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению, и может быть использована в цилиндрах различного назначения, в частности в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров. Достигается упрощение конструкции, а также предотвращение самоотвинчивания поршня высокого давления с одновременным прижатием поршня низкого давления к упорному бурту штока. Поршень составной дифференциальный по варианту 1 содержит шток (1) с упорным буртом (2), поршни низкого (3) и высокого (4) давлений. Поршень низкого давления (3) выполнен с осевым отверстием и насажен на шток (1) до упорного бурта (2). Поршень высокого давления (4) выполнен сплошным и закреплен на штоке (1) со стороны насаживания поршня низкого давления (3) при помощи резьбового соединения. При этом поршень высокого давления (4) прижимает поршень низкого давления (3) к упорному бурту (2) штока (1). При этом между поршнями высокого (4) и низкого (3) давлений расположена корончатая шайба (5). Поршень составной дифференциальный по варианту 2 содержит шток (1) с упорным буртом (2), поршни низкого (3) и высокого (4) давлений. Поршень низкого давления (3) выполнен с осевым отверстием и насажен на шток (1) до упорного бурта (2). Поршень высокого давления (4) выполнен полым и закреплен на штоке (1) со стороны насаживания поршня низкого давления (3) при помощи резьбового соединения. При этом поршень высокого давления (4) прижимает поршень низкого давления (3) к упорному бурту (2) штока (1). При этом между поршнями высокого (4) и низкого (3) давлений расположена корончатая шайба (5). 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Элемент скольжения с открытой функциональной поверхностью // 2520908

Группа изобретений относится к деталям скольжения двигателя внутреннего сгорания. Деталь содержит основу и нанесенное на нее термическим напылением покрытие с открытой контактной поверхностью, включающее, по меньшей мере, две фазы материала покрытия с различной прочностью, причем одна из, по меньшей мере, двух фаз материала покрытия, имеющая наименьшую прочность, углублена относительно другой или других фаз покрытия. Способ изготовления детали включает подготовку основы, нанесение на основу посредством термического напыления покрытия с открытой контактной поверхностью с обеспечением углубления одной из, по меньшей мере, двух фаз материала покрытия относительно другой или других фаз материала покрытия, при этом обеспечивают углубление фазы материала покрытия с наименьшей прочностью. Обеспечиваются оптимальные трибологические свойства контактных поверхностей. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Дисковый литой поршень компрессора // 2533265

Изобретение относится к поршневым компрессорам. Дисковый поршень двойного действия — состоит из двух полых литых деталей 1 и 2, изготовленных из магниевого сплава. Каждая литая деталь 1 (2) содержит ступицу 9 (10), коническую торцовую стенку 11 (12), цилиндрическую обечайку 13 (14), радиальные ребра жесткости 15 (16) на стенках. Ребра жесткости 15 (16) имеют форму арки, ветви которой 19 и 20 прилиты к ступице 9 (10) и к цилиндрической обечайке 13 (14). Ребра могут быть выполнены переменной толщины и высоты. Уменьшается масса поршня и упрощается конструкция отливки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Поршень с антикавитационной поверхностью для устройства дозирования топлива // 2550287

Изобретение может быть использовано в устройствах дозирования топлива. Поршень для устройства дозирования топлива, изготовленный из алюминиевого сплава, содержит упрочненную интенсивной пластической деформацией головку (1) с ультрамелкозернистой структурой материала. Торец головки поршня имеет центральную антикавитационную область (4) с рыхлой структурой, полученной лазерной обработкой, углубленную по дуге окружности на 3-5 мм. Диаметр антикавитационной области (4) меньше диаметра головки (1) и образует по краям торца высокопрочное кольцо (3) шириной 2-5 мм. Технический результат заключается в снижении вероятности появления кавитации. 2 ил.

Планетарная муфта сцепления с бесступенчатым регулированием жесткости упругого элемента // 2568531

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях тракторов и дорожно-строительных машин. Планетарная муфта сцепления с бесступенчатым регулированием жесткости упругого элемента содержит связанный с двигателем планетарный редуктор, пневмогидравлический аккумулятор, гидронасос, механически связанный с солнечной шестерней редуктора, и гидрораспределитель. Муфта снабжена дополнительной цилиндрической пневмокамерой, соединенной трубопроводом с воздушной полостью пневмогидравлического аккумулятора. Пневмокамера имеет разделительный поршень с уплотнительными кольцами и перепускными клапанами, каждый из которых выполнен в виде стального шарика, обеспечивающего открытие клапана при давлении 0,15-0,2 МПа. Поршень имеет возможность свободного перемещения внутри камеры, а шайба-разобщитель устанавливает требуемое крайнее его положение для регулирования жесткости муфты. Достигается расширение кинематических возможностей муфты. 1 ил.

Шарнирный узел поршневой машины // 2581751

Изобретение может быть использовано в поршневых машинах, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания. Шарнирный узел предназначен для поршневой машины, содержащей поршень (1) с поршневым пальцем (4), кривошип с кривошипным пальцем и шатун (5) с поршневой и кривошипной головками (6) и (8). В отверстии (7) или (9) по меньшей мере одной головки (6) или (8) шатуна (5) установлена шарнирная вставка (10) с возможностью ее углового поворота относительно головки (6) или (8). Поршневой палец (4) или кривошипный палец размещен внутри цилиндрического отверстия вставки (10) посредством элементов качения. Головка (6) или (8) шатуна (5), в отверстии которой установлена шарнирная вставка (10), выполнена неразъемной. Поворот вставки (10) относительно отверстия (7) или (9) головки (6) или (8) шатуна (5) ограничен в плоскости, перпендикулярной направлению (14) перемещения поршня (4), и в плоскости, перпендикулярной продольной геометрической оси (15) пальца (4), посредством по меньшей мере одного фиксатора. В части шарнирной вставки (10), противоположной стержню шатуна (5) при расположении ее в отверстии головки, выполнены сквозные отверстия круглой или щелевой формы и/или торцевые вырезы для прохода к элементам качения и к сферической поверхности вставки (10) охлаждающей и/или смазывающей среды, находящейся в объеме под поршнем (4). Технический результат заключается в повышении надежности работы поршневой машины за счет самоустановки звеньев механизма преобразования с обеспечением подвода смазки к взаимодействующим поверхностям. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Двигатель внутреннего сгорания // 2603697

Изобретение относится к смазке двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания оснащен шатуном и масляной форсункой. Шатун имеет малую головку шатуна, связанную с поршнем, при этом малая головка шатуна и большая головка шатуна, соединенная с коленчатым валом, связаны между собой стержневой частью. Масляная форсунка подает масло на обратную поверхность поршня. В указанном двигателе внутреннего сгорания соединительное отверстие, которое выходит на обратную поверхность поршня и соединено с отверстием под палец, проходит через малую головку шатуна. Нижняя часть внутренней цилиндрической поверхности, которая образует отверстие под палец в малой головке шатуна, больше выступает в направлении продолжения центральной оси отверстия под палец, чем верхняя часть. Изобретение обеспечивает подачу масла к скользящим поверхностям поршневого пальца и отверстиям под палец в шатуне. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

Шатунно-поршневой узел // 2615877

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к аксиальным компрессорам холодильных машин с силовым механизмом и качающейся шайбой, а также может быть использовано в других поршневых машинах. Шатунно-поршневой узел содержит поршень, шток. На торцах поршня выполнены сферические поверхности из одного общего центра. Поршень снабжен с одной стороны опорой, охватывающей сферическую поверхность поршня, а с другой снабжен крышкой, установленной в сферическую поверхность поршня. Опора поршня жестко связана со штоком. В поршне, опоре и крышке выполнено осевое отверстие, в которое установлен винт, фиксирующий поршень, крышку и опору с необходимым для обеспечения подвижности натягом. В штоке выполнено радиальное отверстие, в которое вставлен фиксатор винта. Изобретение позволяет повысить технологичность шатунно-поршневого узла и повысить его надежность, а также снизить металлоемкость конструкции за счет максимального контакта поршня с опорой, т.е. максимально снизить удельные нагрузки в данной контактной паре. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха // 2622222

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с приводом энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха соединен со всеми каналами труб охлаждения поршней и штоков. Канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости соединен также со всеми каналами входа охлаждающей жидкости в полости между рубашками охлаждения цилиндров. А все каналы выхода охлаждающей жидкости из труб охлаждения поршней и штоков и все каналы выхода охлаждающей жидкости из полостей между рубашками охлаждения цилиндров и цилиндрами соединены с каналом входа в радиатор. 1 ил.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, МАХОВИК, КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ВКЛАДЫШИ, МАНЖЕТЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА автомобиля «Таврия» ЗАЗ-1102 ( ЗАЗ

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, МАХОВИК, КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ВКЛАДЫШИ, МАНЖЕТЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА автомобиля «Таврия» ЗАЗ-1102 ( ЗАЗ — 1102 )

---

к оглавлению

---

предыдущая страница

---

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, МАХОВИК, КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ВКЛАДЫШИ, МАНЖЕТЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА автомобиля «Таврия» ЗАЗ-1102

Коленчатый вал двигателя полноопорный (рис. 2-44), отлит из специального высокопрочного чугуна. Номинальный диаметр коренных шеек вала 50 мм, а шатунных — 45 мм, для повышения износостойкости рабочие поверхности коренных и шатунных шеек закалены токами высокой частоты на глубину 2…3 мм. Коленчатый вал динамически отбалансирован (допустимый дисбаланс не превышает 15 г . см).
В теле вала просверлены масляные каналы, масло к шатунным шейкам подается от 1, 2, 4 и 5-й коренных шеек. Технологические выходы сверлений заглушены завернутыми в них пробками.


Диаметральный зазор между коренными шейками вала и их вкладышами составляет 0,040…0,089 мм, что обеспечивает циркуляцию масла и безударную работу соединения без выдавлевания слоя смазки.
Осевая фиксация коленчатого вала производится упорным полукольцами 21 (рис. 2-5), установленными в торцах гнезда подшипника 3-й коренной шейки в блоке. Осевой зазор в этом соединении равен 0,054…0,306 мм.
На переднем носке коленчатого вала (рис. 2-45)
находится ведущий шкив 5 привода газораспределения и шкив 13 ременной передачи на генератор. Оба они устанавливаются на сегментной шпонке 2 и затягиваются гайкой 3 на торце. Шкив снабжен меткой для
установки зажигания и регулировки клапанных зазоров. Носок коленчатого вала уплотнен манжетой 11,
которая запрессована в корпус масляного насоса 7.


Задний фланец коленчатого вала уплотнен манжетой 2, установленной в держатель 3 (рис. 2-46) манжеты. На заднем торце коленчатого вала к фланцу болтами закреплен маховик.
Проверка состояния коленчатого вала. Снятый с двигателя коленчатый вал тщательно промойте, выверните пробки 2 (рис. 2-46) масляных каналов шатунных шеек и очистите внутренние масляные полости.
Продуйте их сжатым воздухом. Осмотрите состояние коренных и шатунных шеек коленчатого вала на отсутствие грубых рисок, натиров, следов прихвата или повышенного износа, а также состояние резьбы во фланце для болтов крепления маховика — она не должна быть деформирована; проверьте, нет ли трещин на фланце коленчатого вала, у резьбовых отверстий.
Проверьте сохранность резьбы под гайку крепления шкива генератора.
При нормальном состоянии коленчатого вала по результатам осмотра его годность к дальнейшей эксплуатации определяется замером коренных и шатунных шеек.
Произведите замеры шеек коленчатого вала в двух взаимоперпендикулярных плоскостях по двум поясам на расстоянии 1/4 общей длины шеек. Полученные размеры сопоставьте с размерами коренных и шатунных подшипников. Если зазоры в коренных и шатунных подшипниках не более 0,12 мм, а овальность и конусность шеек не превышает 0,01 мм (овальность и конусность шеек нового коленчатого вала не более 0,005 мм), коленчатый вал может быть оставлен для дальнейшей эксплуатации со старыми подшипниками. 0 критериях замены вкладышей шатунных подшипников сказано ниже.
Если зазоры в коренных и шатунных подшипниках близки к предельно допустимым, но размеры шеек не менее: коренных 49,974 мм, шатунных — 44,974 мм, коленчатый вал может быть оставлен для дальнейшей эксплуатации с новыми коренными и шатунными подшипниками. При первой смене коренных и шатунных подшипников обычно устанавливают подшипники номинального размера. При износе коренных шеек коленчатого вала до размера менее 49,974 мм, шатун- ных шеек — до размера 44,974 мм или при существенных дефектах по визуальному осмотру коленчатый вал подлежит замене или ремонту.
Ремонт коленчатого вала заключается в перешли фовке коренных и шатунных шеек с уменьшением на 0,125, 0,25 и 0,5 мм против номинального размера (табл. 2).
При этом перешлифовывать следует все коренные либо все шатунные шейки.
Размеры между щеками (рис. 2-44) должны быть: второй и четвертой коренных шеек (24 + 0,105) мм, между щеками средней коренной шейки (28 + 0,026) мм, между щеками шатунных шеек (23 + 0,10) мм.
Радиус галтелей для всех коренных шеек выдержат 2,5 -0.2 мм, для шатунных шеек — 2,7 -0.3мм.
После обработки все каналы очистите от стружки и промойте.
Обработанные шейки коленчатого вала должны соответствовать следующим условиям: шероховатость поверхности должна быть не выше 0,32 мкм; отклонение от параллельности осей шатунных шеек вместе с отклонениями от геометрической формы при опоре на крайние коренные шейки не должна превышать 0,04 мм на длине 100 мм; конусообразность, бочкообразность, седлообразность, овальность и огранка поверхностей коренных и шатунных шеек не должна превышать 0,005 мм; биение второй, третьей и четвертой
шеек при установке на крайние коренные шейки не должно превышать 0,03 мм.
Если в результате перешлифовки диаметры шеек коленчатого вала уменьшены и вкладыши ремонтного размера окажутся непригодными, то при очередном ремонте необходимо собрать двигатель с новым валом. Для такого случая в запаные части поставляестя колен чатый вал без маховика, отбалансированный динамически ( допустимый дисбаланс не более 15 г. см).
Маховик (рис. 2-47) отлит из чугуна, на коленчатом валу установлен на фланце и крепится через шайбу 7 (рис. 2-46) шестью болтами 8, один из которых смещен. На маховике установлен штифт 3 (рис. 2-47) подачи импульса на диагностический датчик ВМТ и напрессован стальной зубчатый обод 9 (рис. 2-46).

Маховик динамически балансируется, допустимый дисбаланс должен быть не более 10 r . см.
Проверка состояния маховика заключается в про- верке: плоскости прилегания ведомого диска сцепления; состояния ступицы и зубчатого обода.
Плоскость прилегания ведомого диска должна быть гладкой без рисок и задиров, незначительные риски прошлифуйте, шероховатость поверхности не должна быть хуже 2,5 мкм. Биение указанной плоскости в сборе с коленчатым валом не более 0,10 мм на крайних точках.
Проверьте ступицу маховика, при наличии трещин маховик замените.
Проверьте состояние зубчатого обода маховика. При наличии забоин на зубьях — зачистите их, а при значитель- ных повреждениях — замените обод маховика.
Перед напрессовкой нагрейте обод до температуры 200…230′ С, затем установите фаской на внутреннем диаметре и напрессуйте до упора. Биение зубьев обода допускается не более 0,7 мм.
Вкладыши коренных подшипников — тонкостенные, сталеалюминиевые, с радиальными отверстиями для прохода масла. Верхние и нижние вкладыши каждого подшипника одинаковы (для исключения возможнос- ти проворачивания имеют усы).
Вкладыши 1, 2, 4 и 5-го подшипников (ширина 17,76…18,0 мм) имеют на внутренней поверхности кольцевые канавки для непрерывной подачи масла к шатунных шейкам.
Вкладыши 3-го коренного подшипника такой канавки не имеют и отличаются большей шириной (21,76.. .22,0 мм).
Вкладыши шатунных подшишшков — тонкостенные, сталеалюминиевые. Верхние и нижние вкладыши вза- имозаменяемы (для исключения проворачивания на них выполнены усы).
Проверка и замена вкладышей коренных и шатунных подшипников. При решении вопроса о необходимости замены вкладышей подшипников следует иметь в виду, что диаметральный износ вкладышей и шеек коленчатого вала не всегда служит определяющим критерием.
В процессе работы двигателя в антифрикционный слой вкладышей вкрапливается значительное количество твердых частиц (продуктов износа, деталей, абра- зивных частиц, засасываемых в цилиндры двигателя с воздухом и т.п.).
Поэтому, такие вкладыши, имея часто незначительный диаметральный износ, способны вызвать в дальнейшем ускоренный и усиленный износ шеек колен- чатого вала. Следует также учитывать, что шатунные подшипники работают в более тяжелых условиях, чем коренные. Интенсивность их износа несколько превышает интенсивность износа коренных подшипников. Таким образом, к решению вопроса о замене вклады- шей необходим дифференцированный подход в отношении коренных и шатунных подшипников.
Во всей случаях удовлетворительного состояния поверхности вкладышей коренных подшипников критерием необходимости их замены служит величина диаметрального зазора в подшипнике.
При оценке состояния вкладышей следует иметь в виду, что поверхность антифрикционного слоя считается удовлетворительной, если на ней нет задиров, выкрашиваний антифрикционного сплава и вдавленных в сплав инородных материалов.
Для замены изношенных или поврежденных вкладышей в запасные части поставляются вкладыши коренных и шатунных подшипников номинального и трех ремонтных размеров (табл. 2) комплектно (в количестве, необходимом на один двигатель).
Вкладыши ремонтных размеров отличаются от вкладышей номинального размера уменьшенным на 0,125, 0,25, 0,5 мм внутренним диаметром. Наружный диаметр всех вкладышей одинаков. Коренные подшипни- ки и вкладыши шатуновремонтныхразмеровустанавливаются только после перешлифовки шеек коленчатого вала. Коренные подшипники рекомендуется ме- нять все одновременно, чтобы избежать повышенного прогиба коленчатого вала. При замене коренных под- шипников необходимо проследить за правильной установкой вкладышей, совпадением отверстия для подвода смазки.
После замены вкладышей как с одновременной перешлифовкой шеек коленчатого вала, так и без нее следует обязательно проверить диаметральный зазор в каждом подшипнике. Это позволит проверить правильность выбора вкладышей и подшипников.
Проверить диаметральный зазор в подшипнике можно измерением шейки коленчатого вала, вкладышей (в паре) данного подшипника и подшипников с последующими несложными расчетами.
Диаметр коренных подшипников и подшипников нижней головки шатуна измеряют при вложенных, вкладышах и затянутых с необходимым усилием болтов.
Примечание. Для замера внутреннего диаметра ни- жней головки шатуна с вкладышами его необходимо собрать на оправке диаметром 45 О.о, мм.

Диаметральные зазоры между шейками коленчатого вала и подшипниками должны находиться в пределах 0,040. ..0,089 мм для коренных подшипников и 0,030…0,076 мм для шатунных.
Тонкостенные сменные вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены с высокой точностью. Требуемая величина диаметраль- ного зазора в подшипнике обеспечивается толькс надлежащими диаметрами шеек коленчатого вала, Поэтому вкладыши при ремонте двигателя меняют бе каких-либо подгоночных операций и только попарно. замена одного вкладыша из пары не допускается. Из сказанного также следует, что для получения требуе- мого диаметрального зазора в подшипнике запрещается спиливать или пришабривать стыки вкладышей или крышек подшипников, а также устанавливать про- кладки между вкладышем и его посадочным местом.
Невыполнение указаний приводит к нарушению правильности геометрической формы подшипников, ухудшению теплоотвода от них и ускоренному отказу вкладышей в работе.
Проверка состояния манжет коленчатого вала
После длительной эксплуатации двигателя манжеты, как правило, требуют замены. В случае разборки двигателя с малым пробегом, но требующим снятия коленчатого вала, манжеты тщательно осмотрите.
При наличии на рабочей кромке даже незначительных трещин или надрывов, следов отслоения от арматуры, затвердевания материала или деформации — манжеты замените. Перед запрессовкой манжет в корпус масляного насоса и держатель наружную поверхность манжет смажьте герметизирующей пастой
.
Не допуская перекоса запрессуйте манжету 2 (рис. 2-48) оправкой М9840-879 в корпус масляного насоса 3, а в держетль 3 (рис. 2-49) — манжету 2 оправкой М9840-880. При запрессовке манжет про- следите, чтобы не соскочили пружины.

После запрессовки манжет в держатель и корпус масляного насоса рабочую кромку смажьте смазкой (Литол-24).

---

следующая страница

---

к оглавлению

---

Как провести измерение прогиба коленчатого вала

Двигатель часто является самой дорогой частью яхты. Таким образом, каждый компонент необходимо регулярно обслуживать и тщательно регистрировать в программном обеспечении для управления лодкой.

Коленчатый вал является важнейшим элементом судового двигателя. Неисправный коленчатый вал может привести к полному отказу двигателя и огромным затратам, которых можно было бы избежать с самого начала.

В этой статье мы рассмотрим основы работы коленчатого вала. Что еще более важно, мы объясняем, почему вы должны регулярно проводить измерение прогиба коленчатого вала, и шаги, которые вы должны предпринять для этого.

Кроме того, мы рассмотрим основной инструмент, используемый для измерения прогиба коленчатого вала, и подробно расскажем о процедуре измерения прогиба коленчатого вала, которую должны выполнять инженеры-диагносты. Давайте начнем!

Комплектация:

• Что такое коленчатый вал?
• Зачем нужно измерять прогиб коленчатого вала?
• Инструменты для измерения коленчатого вала — измеритель прогиба
• Процедура измерения прогиба коленчатого вала
• Как интерпретировать результаты измерения прогиба коленчатого вала
• Причины прогиба коленчатого вала

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал считается основой всех двигателей внутреннего сгорания. Короче говоря, коленчатый вал преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение. Подобно шатуну велосипеда, коленчатый вал вращается, когда поршни движутся вверх и вниз, создавая вращающую силу.

Это движение заставляет гребной винт вращаться и, в конечном счете, ведет лодку вперед или назад. Следовательно, коленчатый вал вращается сотни тысяч раз в минуту, поэтому он должен быть чрезвычайно прочным и устойчивым к деформации.

Основные компоненты коленчатого вала

Коленчатые валы состоят из следующих компонентов:

• Коренные шейки — которые входят в коренные подшипники и определяют ось вращения коленчатого вала.
• Шатун (шейка шатуна) — который соединяет коленчатый вал с шатуном для каждого цилиндра.
• Шатунные шейки — которые соединяют шатунные шейки с коренными шейками.
• Противовесы — помогают при вращении шатунов и обеспечивают балансировку.

Различные типы коленчатых валов по способу изготовления

Конструирование и изготовление коленчатых валов является сложным и сложным процессом. Существует широкий спектр типов коленчатых валов в зависимости от метода их производства, в том числе: 

• Полностью кованые  – сделанные из цельного куска металла, эти коленчатые валы обладают преимуществом чрезвычайной прочности. Однако их производственный процесс не позволяет создавать крупные агрегаты.
• Полуфабрикат — когда несколько частей коленчатого вала моделируются из одной детали, а затем соединяются вместе.
• Полностью собранный — где каждая деталь коленчатого вала изготавливается отдельно и после фактического монтажа с помощью термоусадочной посадки.

Зачем нужно измерять прогиб коленчатого вала?

Вес коленчатого вала приходится на подшипники на коренных шейках. Кроме того, коленчатые валы регулярно выдерживают огромные нагрузки и перепады температур. При длительном использовании подшипники подвергаются некоторому износу, который может быть неравномерным по всему коленчатому валу.

Таким образом, исходная прямая линия коленчатого вала может деформироваться вверх или вниз. И хотя эти деформации обычно незаметны невооруженным глазом, они могут вызвать опасные прогибы шейки коленчатого вала. Из-за усталости металла это может привести к повреждению двигателя.

Регулярное техническое обслуживание лодок помогает инженерам обнаруживать эти перекосы в подшипниках коленчатого вала и предотвращать отказы компонентов.

Это чрезвычайно важно, так как поломка коленчатого вала не является незаметным явлением — обычно она сопровождается чрезмерным шумом, низким уровнем масла и полным заклиниванием двигателя. Все это можно считать серьезными дефектами, и чаще всего вам придется заменить весь компонент.

При этом замена коленчатого вала не является щадящим вмешательством. Для этого требуется полная переборка двигателя, и, в зависимости от размера судна, может пройти несколько дней, а то и недель, прежде чем его можно будет полностью отремонтировать.

Более того, сама деталь довольно дорогая, и опять же, эта цена будет увеличиваться с увеличением размера корабля. А поломка коленчатого вала сама по себе может привести к дополнительному повреждению внутренних частей двигателя, увеличив затраты на ремонт до небес.

В целом, вы должны регулярно измерять прогиб коленчатого вала, чтобы предотвратить эти чрезмерные затраты на ремонт и обнаружить признаки неисправности на ранней стадии.

Инструменты для измерения коленчатого вала — измеритель прогиба

Измеритель прогиба является основным инструментом, который вы будете использовать для измерения прогиба коленчатого вала. Эти датчики могут быть как механическими, так и цифровыми. В то время как цифровой тип покажет вам точные показания, стоит подробно рассказать, как интерпретировать показания на циферблатном измерителе отклонения.

По сути, датчик прогиба показывает нам расстояние между соседними шейками кривошипа, которые считываются при различных угловых положениях вала. Деформация, приложенная к щупу датчика, показывает изгибающее движение между двумя щеками кривошипа, демонстрируя даже минимальные отклонения.

В результате циферблат может вращаться по часовой стрелке и против часовой стрелки: 

• Вращение по часовой стрелке стрелки циферблата показывает закрытие перемычек . Соответствующее чтение принимается за отрицательное значение.
• Вращение против часовой стрелки стрелки шкалы показывает разделение перемычек . Показание принимается как положительное значение .  

Циферблатный индикатор отклонения, установленный между двумя шейками кривошипа

В целом, датчик отклонения является довольно простым в использовании инструментом, если вы знакомы с описанной ниже процедурой измерения отклонения коленчатого вала.

Процедура измерения прогиба коленчатого вала

Теперь, когда вы знакомы с датчиком прогиба, давайте углубимся в детали процедуры измерения прогиба коленчатого вала. Перед проведением измерений необходимо выполнить несколько предварительных условий, в том числе:

• Во время проведения измерений корабль должен находиться на плаву.
• Поскольку температура двигателя может вызвать отклонения в измерениях, измерения всегда следует выполнять при остывшем двигателе.
• Следует уведомить капитанский мостик о процедуре и запретить запуск двигателя.
• Калибр должен располагаться напротив шатунной шейки.
• Положение установки должно быть отмечено дыроколом на самой щеке кривошипа.

После того, как вы убедитесь, что эти условия соблюдены, вы можете продолжить измерения следующим образом:

1. Начните с измерений, начиная с положения нижнего порта коленчатого вала.

2. Поверните коленчатый вал по часовой стрелке и выполните измерения для каждого из положений, отмеченных на рисунке выше.

• Нижний порт (30° по часовой стрелке от самого нижнего положения) (BP)
• Порт (P).
• Верхняя часть коленчатого вала (ВМТ).
• Правый борт — для измерения этого положения можно использовать зеркало, установленное на гибком кронштейне (S).
• Низ правого борта (BS).

3. Повторите процедуру для каждого из цилиндров коленчатого вала.

4. Обратите внимание на каждое измерение в таблице ниже:

5. Рассчитайте следующие отклонения:

• B как среднее отклонений нижнего левого и правого борта.
• Горизонтальный прогиб (S-P).
• Вертикальный прогиб (Т-В).

Посмотрите видео ниже для визуального представления процедуры.

Как интерпретировать результаты измерения прогиба коленчатого вала

Прежде всего, вам необходимо сравнить вертикальные и горизонтальные отклонения с допустимыми пределами, указанными производителем вашего двигателя. Обратитесь к руководству по двигателю вашей яхты, чтобы сравнить эти результаты и оценить, выровнен ли коленчатый вал в соответствии со спецификациями производителя.

Еще одно хорошее эмпирическое правило состоит в том, чтобы сравнить ваши показания с предыдущими измерениями прогиба коленчатого вала. Таким образом, вы можете обнаружить аномальные или высокие отклонения, которые могли произойти за короткий промежуток времени.

С учетом сказанного многие инженеры предпочитают перепроверять эти результаты, рисуя кривую отклонения, которая обеспечивает графическое представление результатов.

Источник: Marineinbox

Вот как можно построить кривую прогиба, используя вертикальные прогибы для каждого блока: 

1. Проведите горизонтальную контрольную линию под коленчатым валом.
2. Для каждого блока нарисуйте вертикальную линию, представляющую измерение вертикального отклонения для этого блока.
3. Нарисуйте плавную кривую, используя точки, полученные в результате измерений.
4. Наконец, проведите базовую линию (касательную) к этой кривой, чтобы увидеть, какие единицы больше всего отклоняются от кривой отклонения.

Это позволяет нам оценить, есть ли дополнительные смещения между стенками, даже если значения прогиба находятся в пределах, установленных производителем.

Причины отклонения коленчатого вала

После измерения отклонения коленчатого вала вы можете исследовать широкий спектр причин отклонения, если таковые имеются. Ниже приведен небольшой пример того, что может вызвать отклонение коленчатого вала.

• Ослабленный фундаментный болт, вызывающий вибрацию.
• Деформация корпуса корабля из-за неправильной загрузки груза.
• Деформации корпуса судна из-за большого несоответствия температуры моря и воздуха. Например, очень холодное море вызывает сжатие корпуса, а температура горячего воздуха вызывает расширение палубы.
• Трещина в седле подшипника.
• Износ подшипников из-за продолжительного использования.
• Сильные перепады температур (возгорание двигателя, взрыв и т.д.)
• Человеческий фактор. Если прогибы велики без какой-либо из вышеупомянутых причин, инженер должен перепроверить их измерения.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели важность регулярного измерения прогиба коленчатого вала. С этой целью мы подробно рассмотрели состав коленчатого вала и для каких целей он служит.

В более практическом плане мы узнали об измерителе отклонения как основном инструменте для проведения этих измерений и о том, как его следует использовать. Наконец, мы предоставили пошаговое руководство по процедуре измерения прогиба коленчатого вала, а также несколько советов по интерпретации этих результатов.

Упорный подшипник и регулировка люфта коленчатого вала

Если вам посчастливилось посетить автомагазин в старших классах, возможно, вам посчастливилось «восстановить» один из двигателей этого класса. На этих курсах вы просто разбирали двигатель, а затем выполняли обратную процедуру. Будем надеяться, что у новичка двигатель запустился и работал нормально, и если да, то вы прошли тест. Тем не менее, для настоящего моторостроителя сборка действительно является легкой задачей. Это все проверки и очистки, которые необходимы перед сборкой двигателя, где сосредоточены все реальные усилия.

Осевой люфт коленчатого вала, кажется, никогда не привлекает такого же внимания, как, скажем, зазор шатуна и коренного вала, но даже при несколько ограниченном внимании эта область по-прежнему остается важной. По крайней мере, если осевой люфт кривошипа не проверен и не проверен, конечным результатом будет разборка всего двигателя для устранения повреждения, потому что слишком ослабленное соединение так же плохо, как и слишком сильное. Это делает осевой люфт кривошипа характеристикой, которую нельзя упускать из виду, и одно это должно мотивировать всех, кроме самых ленивых моторостроителей.

Для изображений в этой статье мы будем использовать как малый, так и большой блок Chevy, но процесс одинаков для всех двигателей, даже когда тяга расположена в центральном коренном подшипнике, как у Ford и GM LS. Упорный подшипник включает в себя как опорный подшипник, так и продольные упорные поверхности. Именно об этом клиренсе мы и поговорим в этой статье.

Установка ступени

При полностью разобранном двигателе первым шагом в этом процессе является проверка использования надлежащих коренных подшипников. Это звучит просто, но в случае с недавним Chevy с большим блоком мы использовали подшипники размером 0,010 дюйма для первых четырех коренных подшипников, и из-за немного меньшего размера шатунной шейки номер пять для этого потребовался набор Federal-Mogul 0,011-. дюймовые под подшипники, чтобы установить зазор на номер пять. Только после того, как были выбраны правильные половины коренных подшипников, мы можем проверить осевой люфт.

Осевой зазор имеет большое значение, поскольку как автоматическая, так и механическая трансмиссия имеют значительное перемещение вперед. Автоматику часто ругают за прогоревшие упорные подшипники из-за вздутия гидротрансформатора (расширения гидротрансформатора), и такое действительно бывает, но есть и другие причины. Одной из причин, которой уделяется очень мало внимания, также можно легко избежать.

Перед проверкой осевого люфта необходимо установить зазор в подшипнике главной передачи. Это определит правильный упорный подшипник, который будет использоваться. Бесполезно устанавливать осевой люфт коленчатого вала, а затем менять упорные подшипники, чтобы добиться надлежащего основного зазора.

В автомобилях с механической коробкой передач и старым трехпальцевым приводным диском сцепления Long или Borg & Beck усилие нажима увеличивается по мере нажатия педали сцепления до пола. Это создает максимальную тягу вперед на коленчатый вал при попытке запустить двигатель. Нажимные пластины диафрагмы перемещаются «по центру» при полном выпуске, что обеспечивает лишь ограниченную тягу вперед. Таким образом, техника для автомобиля, оснащенного сцеплением Long или Borg & Beck, заключается в простом запуске двигателя в нейтральном положении. Это устраняет потенциально чрезмерный износ упорного подшипника.

Максимальное усилие

Существует простой способ установки и измерения упорных подшипников. Для проверки начнем с установки переднего и заднего подшипников. Для Форда с тягой по центру понадобятся три подшипника — упорный и оба коренных коренных. Установив подшипники и кривошип, установите основную крышку на место и слегка установите упорную крышку с крутящим моментом на болтах, возможно, 10-15 фунт-футов.

С помощью резинового молотка постучите по шатуну вперед. Это совместит две половины упорного подшипника сзади. Теперь затяните болты/шпильки основных крышек с помощью масляного насоса, если таковой имеется. Теперь мы можем измерить осевой зазор, предварительно установив циферблатный индикатор на головку кривошипа с помощью магнитного основания. Мы поддеваем кривошип с помощью длинной отвертки, затем обнуляем циферблатный индикатор, а затем слегка подталкиваем кривошип вперед, чтобы узнать общий зазор.

Каждое семейство двигателей имеет немного разные характеристики осевого люфта кривошипа, но большинство семейств двигателей попадают в диапазон 0,004–0,008 дюйма. Мы создали диаграмму, в которой перечислены зазоры осевого люфта популярных двигателей V8, выраженные в виде диапазона. Это помещает идеальный зазор точно в середину диапазона. Таким образом, для двигателя с диапазоном от 0,004 до 0,008 дюйма идеальной характеристикой будет 0,006 дюйма. Обратите внимание, что двигатели последних моделей пытаются ограничить максимальный осевой люфт, потому что чрезмерное движение кривошипа может вызвать ошибки датчика кривошипа.

Для проверки осевого зазора требуются подшипники как минимум в первой и пятой шейках для надлежащей поддержки коленчатого вала. С установленной основной крышкой слегка постучите по кривошипу сзади, чтобы совместить две половины подшипника. На этой конкретной фотографии изображен небольшой блок (справа). В случае с нашим большим блоком люфт оказался ниже минимальной спецификации и составил всего 0,002 дюйма. Этот подшипник нужно будет отшлифовать, чтобы добавить необходимый зазор и соответствовать спецификациям.

В случае с нашим крупноблочным Chevy с новым упорным подшипником номер пять мы измерили осевой люфт всего 0,002 дюйма. Это потребует от нас утончения подшипника, что намного проще, чем фрезерование фланца коленчатого вала. Самый распространенный способ подрезать упорные подшипники по толщине — отшлифовать их.

Получение зазора

Процедура утонения подшипника начинается с аккуратного размещения большого хомута из нержавеющей стали вокруг обеих половин упорного подшипника так, чтобы они располагались ровно на гладкой поверхности. Мы используем 24-дюймовый на 24-дюймовый кусок алюминиевой пластины толщиной в четверть дюйма. Затем мы измеряем общую толщину упорного подшипника от начала до конца с помощью штангенциркуля. Большинство высокопроизводительных упорных подшипников в настоящее время изготавливаются с несколькими небольшими наклонами, которые слегка изменяют «высоту» упора, поэтому важно измерить несколько участков, чтобы найти эти уклоны. Мы записываем самое широкое число для справки.

Мы предпочитаем скреплять две половинки подшипника вместе, устанавливая их заподлицо на плоской поверхности (например, на алюминиевой пластине) и осторожно затягивая их большим хомутом (слева). Затем мы используем штангенциркуль для измерения ширины подшипника в нескольких местах и ​​отмечаем маркером самую широкую часть. Мы также маркируем подшипник на стороне, обращенной назад, чтобы вся наша шлифовка выполнялась на обращенной вперед стороне подшипника (справа).

Затем мы помещаем большой кусок влажной/сухой наждачной бумаги с зернистостью 400 на алюминиевую пластину и покрываем ее легким машинным маслом, таким как Marvel Mystery Oil. Мы отмечаем сторону упорного подшипника, обращенную назад, для справки, а затем шлифуем только противоположную, обращенную вперед или обращенную вперед сторону. Это сохраняет первоначальную толщину на задней стороне, на которую будет направлена ​​тяга вперед от сцепления или гидротрансформатора. Шлифуя восьмеркой, мы шлифуем в течение минуты или около того, а затем проверяем наши измерения. Весь этот процесс может занять десять-двадцать минут или более.

После достижения желаемой общей толщины упора шлифовка подшипника более легкой наждачной бумагой с зернистостью 1000 или 1500 может сделать поверхность более гладкой. После завершения шлифовки лучше всего снять зажим из нержавеющей стали, а затем тщательно очистить половинки подшипника спиртом и безворсовой бумажной салфеткой. Это крайне важно, так как маслянистая суспензия, оставшаяся после шлифования, чрезвычайно абразивна, и мы не хотим, чтобы она проходила через подшипники.

Можно использовать различные абразивы. Мы использовали влажную/сухую наждачную бумагу с зернистостью 400, смазанную маслом Marvel Mystery. Мы шлифуем в течение минуты или двух, совершая движения в виде восьмерки, равномерно распределяя нагрузку, перемещая положение подшипника в руке. Обратите внимание на стрелку, указывающую на конец, который необходимо отшлифовать. Мы останавливаемся и измеряем каждую минуту или около того, чтобы проверить прогресс. В этом случае нам нужно было удалить примерно 0,004 дюйма материала, чтобы получить зазор 0,006 дюйма.

После того, как подшипник очищен, устанавливаем подшипник на место и еще раз проходим проверку осевого люфта. Если вы правильно рассчитали, у вас должен быть зазор в конце люфта где-то около 0,006 дюйма в качестве числа, к которому нужно стремиться.

В некоторых случаях, когда высокие нагрузки могут вызвать повышенный износ упорного подшипника, например, при постоянном ускорении/торможении в шоссейных гонках или на кольцевых трассах, или в дрэг-карах с механической коробкой передач и высокими нагрузками на сцепление, Mahle-Clevite предлагает небольшую модификацию задний опорный подшипник. На прилагаемой фотографии показано расположение небольшой фаски размером 0,040 дюйма, которую можно разместить в верхней половине подшипника на линии разъема на стороне подшипника, ближайшей к упору.

Если износ или повреждение упорного подшипника являются проблемой, что подтверждается осмотром старого подшипника, Mahle-Clevite предлагает следующую небольшую модификацию: Найдите заднюю часть половины коренного подшипника в блоке (верхнем) и осторожно напилите 0,040-дюймовую фаска на линии разъема. Эта небольшая фаска вытянет дополнительное масло на нагруженную (заднюю) сторону упорной поверхности, что улучшит смазку и снизит температуру упорной поверхности.

Как и все другие зазоры двигателя, осевой зазор имеет решающее значение для правильной работы двигателя. Даже если требуется шлифование упорной поверхности, эта задача не является сложной или требует много времени. Конечным результатом является коленчатый вал с правильным зазором, который в конечном итоге является собственной наградой.

Повторная проверка нашего осевого люфта показывает, что зазор составляет 0,0065 дюйма, что почти соответствует заводским рекомендациям для нашего большого блока.

Типы, функции и примеры — StudiousGuy

Коленчатый вал — это механическая деталь, которая используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. Это вращательное движение далее достигает маховика и создает необходимый крутящий момент, необходимый для его работы. Он соединен с поршнем с помощью шатуна. Коленчатый вал является важной частью системы передачи мощности двигателя и в основном используется для привода различных частей машины, таких как распределительный вал, вентилятор радиатора и т. д. Коленчатый вал отвечает за передачу движения на распределительный вал, который в очередь управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов двигателя. Коленчатый механизм обычно состоит из кривошипа и шатунов, прикрепленных к шатунам. Коленчатый вал вращается с высокой скоростью; следовательно, на него действует центробежная сила. Кроме того, поршень и шатун оказывают значительное воздействие на его поверхность.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал обычно изготавливается из чугуна. Обычно процесс литья используется для изготовления рамы коленчатого вала. Коленчатый вал должен быть легким и обладать высокой прочностью на растяжение, поэтому некоторые коленчатые валы также изготавливаются методом штамповки стали. Для этого стальной блок нагревают до красна. Позже эту кованую сталь выдерживают под высоким давлением, чтобы придать ей желаемую форму. Коленчатые валы также подвергаются поверхностной закалке и термообработке для повышения прочности и снижения скорости износа. Наиболее предпочтительные процессы термической обработки включают азотирование, науглероживание, хромирование и т. д. Азотированная сталь, хромованадиевая сталь, никелевая сталь, никель-хромовая сталь, никельхромованадиевая сталь или другая легированная сталь являются материалами, которые обычно предпочтительны для изготовления. коленчатый вал.

Детали коленчатого вала

Коленчатый вал состоит из восьми важных частей, как указано ниже:

1. Коренные шейки

Шейки являются частью коленчатого вала, которая удерживает его прикрепленным к блоку двигателя. Шейки коленчатого вала расположены по прямой, т. е. расположены линейно друг к другу.

2. Шатун коленчатого вала

Ось или шатунная шейка — это часть коленчатого вала, которая помогает шатуну оставаться прочно прикрепленным к коленчатому валу. Шатун имеет цилиндрическую форму. Основная цель шатунной шейки — передать вращающее усилие на больший конец шатуна с максимальной эффективностью.

3. Кривошип

Кривошип также известен как перемычка или перемычка кривошипа. Шестерня кривошипа является одной из наиболее важных частей коленчатого вала. Основная цель кривошипа или щеки кривошипа — соединить коленчатый вал с коренными шейками подшипников. Перемычка кривошипа расположена напротив шейки кривошипа.

4. Груз кривошипа

Другое название веса кривошипа — балансировочный груз. Как следует из названия, он используется для балансировки коленчатого вала. Грузы кривошипа установлены на щеке кривошипа. Они имеют тенденцию прикладывать силу равной величины в противоположном направлении, чтобы нейтрализовать или уравновесить приложенную вращающую силу. Грузы кривошипа обычно улучшают стабильность системы, тем самым обеспечивая плавную работу системы при высоких оборотах в минуту (об/мин).

5. Масляный канал

Масляный канал коленчатого вала пропускает масло от коренных шеек к шатунным подшипникам для надлежащей смазки. Для смазки в шейке кривошипа просверлены отверстия. Когда шатунная шейка движется вверх, шатуны имеют тенденцию двигаться вниз, что позволяет маслу попасть между шейкой и подшипником.

6. Упорные шайбы

Упорные шайбы используются для предотвращения смещения коленчатого вала по длине. Они необходимы для сохранения зазора между двумя частями коленчатого вала и устанавливаются между шейкой и седлом коленчатого вала. Ранее в коленчатом механизме использовались упорные шайбы отдельно; однако в современных двигателях используются распределительные валы, в которых упорные шайбы встроены как часть основного подшипника.

7. Фланец крепления маховика

Коленчатый вал крепится к маховику с помощью фланцев. Диаметр коленчатого вала со стороны маховика больше, чем на другом конце, что позволяет легко устанавливать маховик на фланец.

8. Сальники 

Масло, заливаемое в отверстия, просверленные в шейке кривошипа, разливается или вытекает из обоих концов картера. Чтобы предотвратить эту утечку с торцов, используются сальники. К переднему и заднему концам шатуна прикреплены два сальника, указанные ниже:

1. Передний сальник

Передний сальник устанавливается за шкивом и распределительным механизмом. Выход из строя передних масляных уплотнений является сравнительно менее разрушительным и его легко отследить.

2. Сальник заднего конца

Сальник заднего конца размещается внутри коренных шеек и маховиков. Сальники удерживаются на месте с помощью крышки, плотно удерживаемой между коленчатым валом с помощью пружины, известной как стягивающая пружина. Разрушения, вызванные выходом из строя заднего сальника, труднодоступны и ремонтируемы.

Работа коленчатого вала

Передний конец коленчатого вала прикреплен к шестерне, звездочке, шкиву и гасителю вибрации. Шестерня или звездочка используются для привода распределительного вала. Шкив, прикрепленный к поверхности коленчатого вала, отвечает за приведение в действие водяного насоса, вентилятора двигателя или генератора переменного тока. Назначение гасителя вибрации, соединенного с коленчатым валом, состоит в том, чтобы ослабить ненужный поворот кривошипа и подавить вибрации в двигателе. К заднему концу коленчатого вала крепится маховик и сальник. Маховик помогает коленчатому валу постоянно вращаться с постоянной скоростью, а сальник предотвращает проливание и утечку масла. Чтобы избежать дальнейших вибраций в системе, коленчатый вал и маховик необходимо отбалансировать по отдельности. Это помогает улучшить и поддерживать исправность машины и снизить риск повреждения или отказа двигателя.

Типы коленчатого вала

1. Цельный коленчатый вал

Как следует из самого названия, цельный коленчатый вал состоит из цельного куска материала. Эти типы коленчатых валов обычно используются в многоцилиндровых двигателях и совместимы с двигателями, работающими как на умеренных, так и на высоких оборотах. Конец шатуна цельного коленчатого вала состоит из двух частей. Цельные коленчатые валы способны выдерживать нагрузки при обжиге и цилиндрические напряжения, возникающие в основном из-за перекоса коренных подшипников или из-за осевых и крутильных колебаний.

2. Сборный коленчатый вал

В сборном коленчатом вале все компоненты коленчатого вала изготавливаются и изготавливаются отдельно с помощью нескольких отдельных частей материалов. Например, шейки кривошипа, шатунные шейки и шейки обрабатываются отдельно. Затем эти детали нагревают и искусственно соединяют вместе. Поскольку подогнанные детали имеют тенденцию остывать, они уменьшаются в размерах и образуют плотное сцепление друг с другом. Большой конец шатуна составного коленчатого вала выполнен из цельного куска элемента.

3. Полуфабрикаты коленчатых валов

В сборных коленчатых валах все части коленчатого вала не собираются вместе, вместо этого некоторые детали выкованы и сконструированы как единое целое. Например, шейка коленчатого вала и общие подшипники коленчатого вала выкованы, имеют форму и полностью собраны вместе. Эти типы коленчатых валов обычно используются в дизельных двигателях, используемых в качестве главного двигателя корабля.

4. Кованые коленчатые валы

Кованые коленчатые валы производятся с помощью процесса ковки. Здесь выковывается цельный кусок или блок металла, которому придается форма коленчатого вала. Сборка частей коленчатого вала с помощью таких процессов, как сварка, не требуется. Кованые распределительные валы обычно используются для двигателей, работающих на средних оборотах, таких как генератор. Для тяжелых и громоздких двигателей, таких как двухтактный двигатель, ковочный процесс изготовления коленчатых валов не является предпочтительным. Кованые коленчатые валы сравнительно прочнее литых коленчатых валов. Для повышения прочности кованых коленчатых валов используется процесс индукционной закалки.

5. Сварные коленчатые валы

В сварных коленчатых валах все части коленчатого вала, такие как щека кривошипа, шейки и т. д., изготавливаются отдельно, а затем свариваются вместе. Сварные коленчатые валы прочнее по сравнению с другими типами коленчатых валов, но стоимость производства довольно высока, поэтому эти типы коленчатых валов не являются предпочтительными для общего применения.

 

6. Литые коленчатые валы

Литые коленчатые валы изготавливаются путем литья из ковкого чугуна. Литые коленчатые валы наиболее часто используются в дизельных и бензиновых двигателях, поскольку они просты в изготовлении и дешевле других типов коленчатых валов. Литой коленчатый вал часто подвергают термической обработке для повышения его прочности на растяжение и снижения скорости износа, тем самым увеличивая срок службы двигателя.

7.

Заготовки коленчатых валов

Заготовки коленчатых валов изготовлены из легированной стали 4340, которая обычно состоит из никеля, хрома, алюминия и молибдена. Заготовочные коленчатые валы выгодны тем, что они имеют наименьшее время обработки и способны передавать максимальную мощность на нагрузку. Также такие типы коленчатых валов требуют минимальной балансировки.

Примеры коленчатого вала

1. Дизельные двигатели

Коленчатый вал дизельного двигателя обычно изготавливается ковкой из легированной стали. Для этого сталь сначала нагревают до достаточно высокой температуры и формуют с помощью ковочного штампа. Дизельные двигатели обычно имеют более длинный ход, чем диаметр отверстия, поэтому коленчатые валы, используемые в дизельных двигателях, сравнительно больше. Коленчатые валы из заготовок также можно использовать для улучшения характеристик дизельного двигателя, поскольку они прочнее других типов коленчатых валов.

2.

Электрические генераторы

Электрические генераторы — еще один пример машин, используемых в повседневной жизни, в которых используется коленчатый вал. Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное с помощью коленчатого вала. Вращательное движение также используется для привода маховика. Полученная мощность затем используется для перемещения генератора переменного тока по круговой траектории, что позволяет преобразовывать механическую энергию в электрическую. Генерируемая выходная энергия может храниться или использоваться для привода различных электроприборов.

3. Двигатели внутреннего сгорания

Коленчатый вал является основой работы двигателей внутреннего сгорания. Он установлен в блоке двигателя. Коленчатый вал соединен с поршнями при помощи шатунов. Основная цель коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания — преобразовать прямолинейное движение поршня во вращательное движение, тем самым обеспечивая прямую связь мощности с высокими динамическими нагрузками.

4. Ведущие распределительные валы

Одним из основных применений коленчатого вала является привод распределительного вала. Коленчатый вал используется для передачи энергии распределительному валу с помощью механизма цепной передачи или механизма ременной передачи. Механические части распределительного вала и коленчатого вала обычно используются в комбинации. Скорость системы, содержащей как распределительный вал, так и коленчатый вал, поддерживается таким образом, что распределительный вал вращается один раз за каждые два оборота коленчатого вала.

5. Передача мощности на части двигателя

Коленчатый вал в основном предназначен для передачи мощности на различные части системы двигателя, такие как синхронизация клапанов, компрессор кондиционера, топливный насос, водяной насос, генератор переменного тока и многие другие.

6. Мотоциклы

Коленчатый вал является важной частью двигателя мотоцикла. Он используется для обеспечения движущей силы, необходимой для перемещения различных частей двигателя, а также для контроля и минимизации вибраций двигателя.