Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Автомобили и трактора

Публикация:
   Коленчатые валы и коренные подшипники

Читать далее:




Коленчатые валы и коренные подшипники

Коленчатый вал воспринимает через шатуны усилия от поршней и передает их механизмам силовой передачи. Он приводит в действие различные механизмы двигателя.

Коленчатый вал состоит из следующих основных элементов:
а) коренных шеек, которыми вал опирается на коренные подшипники, расположенные в картере;
б) шатунных шеек;
в) щек, связывающих коренные и шатунные шейки; для уменьшения концентрации напряжений места перехода шеек в щеки выполнены в виде закруглений, называемых галтелями;
г) носка (переднего конца);
д) хвостовика (заднего конца).

При работе двигателя коленчатый вал нагружен периодически действующими силами давления газов и силами инерции возвратнопоступательно движущихся и вращающихся частей. Эти силы вызывают в элементах вала деформации изгиба, кручения и сжатия. Кроме того, шейки вала подвергаются истиранию.

Коленчатые валы изготовляют штамповкой из высокоуглеродистой стали (например, у двигателей Д-50, ГАЗ-52-01) или отливают из магниевого чугуна (ГАЗ-53 и ГАЗ-21 А). Процесс изготовления литых чугунных валов проще и дешевле, чем штампованных стальных. Все поверхности коленчатого вала, сопрягающиеся с другими деталями, подвергаются механической обработке, причем с повышенной точностью обрабатываются шейки вала. У новых валов овальность и конусность шеек не должны превышать 0,015 мм.

Для повышения твердости и износостойкости коренные и шатунные шейки подвергают поверхностной закалке на глубину 1,5—5 мм с нагревом токами высокой частоты.

Коленчатые валы многих двигателей имеют противовесы, которые являются продолжением щек. Противовесы двигателей ГАЗ-21 А, ГАЗ-52-01, ГАЗ-53 и ЗИЛ-130 составляют со щеками одно целое. У двигателей Д-108, Д-130, АМ-01 и ЯМЗ противовесы крепятся к щекам болтами или шпильками.

Рис. 1. Коленчатый вал дизеля СМД-14: 1 — коренная шейка; 2 — щека; 3—маховик; 4— маслосгонная резьба; 5 —фланец для крепления маховика; 6 — упорный гребень; 7 — галтель; 8— упорное полукольцо; 9 — верхний вкладыш коренного подшипника; 10 — шатунная шейка; 11 — шестерня привода масляного насоса; 12 — шестерня привода механизма газораспределения и других механизмов двигателя: 13 — храповик; 14—шкив привода вентилятора; 15 — маслоотражательная шайба; 16 — канал для подвода масла от коренной шейки во внутреннюю полость шатунной шейки; 17 — пробка; 18 — полость в шатунной шейке; 19 — нижний вкладыш коренного подшипника

Рис. 2. Коленчатые валы автомобильных двигателей: а — ГАЗ-52-01; б — ЗИЛ-130: 1 — носок; 2 — шкив; 3— храповик; 4—замочная шайба; 5—маслоотражательная шайба; 6 — распорно-упорная шайба; 7 —упорные шайбы; 5 — верхний вкладыш переднего коренного подшипника; 9—шатунная шейка; 10 — противовес; 11—коренная шейка; 12—щека; 13 — верхний вкладыш третьего коренного подшипника; 14 — шатун; 15 — задняя коренная шейка; 16 — верхний вкладыш заднего коренного подшипника; 17— маховик; 18 — зубчатый венец; 19 — фланец для крепления маховика; 20— болт крепления маховика; 21— боковой уплотнитель заднего коренного подшипника; 22 — уплотнительная прокладка заднего коренного подшипника; 23 — крышка заднего коренного подшипника; 24 — маслосбрасывающий гребень; 25 — нижний вкладыш заднего коренного подшипника; 26 — канал для подачи масла к шатунному подшипнику; 27— болт крепления крышки коренного подшипника; 28 — полость в шатунной шейке (грязеуловитель); 29— пробка; 30 — канал для подачи масла в полость шатунной шейки; 31 — крышка третьего коренного подшипника; 32— нижний вкладыш третьего коренного подшипника; 33 — крышка переднего коренного подшипника: 34— нижний вкладыш переднего коренного подшипника; 35 — шестерня привода механизма газораспределения; 36— стальная лента вкладыша; 37 — медноникелевый подслой; 38 — слой баббита СОС 6-6; 39 — вкладыш шатунного подшипника; 40 — канавки для слива масла; 41 — маслосгонная резьба; 42 — сальник; 43 — шарикоподшипник

Рис. 3. Первый коренной подшипник коленчатого вала двигателей ГАЗ-52-01 и ГАЗ-69: 1 — передняя упорная шайба; 2 — задняя упорная шайба; 3 — упорная шайба коленчатого вала; 4 — первая корённая шейка коленчатого вала; 5 —ведущая шестерня; 6 — шпонка; 7 — штифт

У двигателей с однорядным расположением цилиндров число шатунных шеек равно числу цилиндров, У V-образных двигателей ГАЗ-53, ЯМЗ и ЗИЛ-130 на каждой шатунной шейке крепят по два шатуна: один — правого ряда цилиндров, второй — левого ряда.

Число коренных шеек коленчатого вала при одном и том же количестве цилиндров у разных двигателей может быть различным. Например, у шестицилиндрового однорядного двигателя ГАЗ-52-01 четыре коренные шейки, а у двигателя АМ-01—семь.

Увеличение числа коренных шеек уменьшает прогиб коленчатого вала, однако это приводит к увеличению габаритов и стоимости двигателя.

Коленчатые валы дизелей и V-образных двигателей обычно имеют коренных шеек на одну больше, чем шатунных.

На переднем конце вала устанавливается ведущая шестерня 35 привода механизма газораспределения и других механизмов двигателя, а также храповик для проворачивания коленчатого вала, маслоотражательная шайба и сальниковое уплотнение.

За задним коренным подшипником на хвостовике коленчатого вала имеется маслосгонная резьба (спиральные витки), которая вместе с сальником предотвращает вытекание масла из картера.

У двигателей Д-108 и Д-130 маслосгонная резьба имеется и на переднем конце вала. Хвостовик коленчатого вала у многих двигателей оканчивается фланцем.

Продольные перемещения коленчатого вала ограничивают специальным устройством одного из коренных подшипников или другим приспособлением. У двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-53, ГАЗ-52-01 и ГАЗ-69 для ограничения продольных перемещений коленчатого вала с обеих сторон первого коренного подшипника установлены стальные упорные шайбы, каждая из которых с одной стороны покрыта баббитом.

Передняя упорная шайба баббитовой поверхностью обращена к стальной упорной шайбе, укрепленной при помощи шпонки на валу и прижатой ведущей шестерней к торцу первой коренной шейки. Шайба удерживается от проворачивания двумя штифтами, запрессованными в основание первого коренного подшипника и в его крышку.

Задняя упорная шайба обращена баббитовой стороной к упорному бурту первой щеки вала и удерживается от проворачивания выступом, входящим в прямоугольный паз в торце крышки первого коренного подшипника.

Величина осевого зазора определяется как разность длины первой коренной шейки и суммарного значения длины подшипника и толщины шайб.

В двигателе СМД-14 продольные перемещения коленчатого вала ограничиваются четырьмя полукольцами, изготовленными из сталеалюминиевой ленты и установленными в проточках по торцам третьей коренной опоры совместно с вкладышами подшипника. Для этой же цели сталеалюминиевые полукольца установлены на задней коренной опоре коленчатого вала в двигателях Д-50, АМ-01 и АМ-41 и бронзовые — в двигателях Д-37М и ЯМЗ.

У большинства двигателей в коленчатом валу делаются сверления для подвода масла к коренным и шатунным подшипникам.

Коленчатые валы многих автотракторных двигателей в шатунных шейках имеют устройства для центробежной очистки масла (грязеуловители.

В коленчатых валах двигателей СМД-14 такое устройство выполнено следующим образом.

В щеках и коренных шейках вала сделаны каналы, по которым масло поступает в полости, находящиеся внутри шатунных шеек вала. С торца каждая полость закрыта пробкой, застопоренной шплинтом.

При вращении коленчатого вала тяжелые примеси грязи и металлические частицы, имеющиеся в масле, под действием центробежной силы отбрасываются к стенке полости, а очищенное масло подается в шатунный подшипник.

Грязеуловители двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-21А, ГАЗ-53 устроены и работают так же, как и у двигателя СМД-14. В шатунных шейках коленчатых валов двигателей Д-21, Д-50, Д-108 и Д-130 масло из полости грязеуловителя подается к наружной поверхности шатунной шейки по трубке.

Рис. 4. Чередование тактов в двухцилиндровых четырехтактных двигателях

Рис. 5. Чередование тактов в четырехцилиндровом четырехтактной! двигателе при порядке работы 1—3—4—2

Рис. 6. Чередование тактов в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе при порядке работы 1—2—4—3

Для уменьшения веса вала в двигателе ГАЗ-21А шатунные и коренные шейки выполнены полыми.

В заднем торце коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 сделана выточка, в которую запрессовывается шариковый подшипник ведущего вала коробки передач. Такие же выточки для подшипников ведущего вала коробки передач или вала муфты сцепления имеются у коленчатых валов двигателей ГАЗ-52-01 и ГАЗ-53.

Форма коленчатого вала, то есть характер размещения кривошипов, определяется числом и расположением цилиндров, а также требованиями равномерности чередования тактов расширения и уравновешенности двигателя.

Чередование тактов в наиболее распространенных моделях двухцилиндровых четырехтактных двигателях показано на рисунке 4.

Рис. 7. Чередование тактов в шестицилиндровом четырехтактном двигателе при порядке работы 1—5—3—6—2—4

Рис. 8. Чередование тактов в V-образном восьмицилиндровом четырехтактном двигателе при порядке работы 1—5—4—2—6—3—7—8

Коленчатые валы четырехцилиндровых четырехтактных двигателей представляют собой два симметрично соединенных вала двухцилиндрового двигателя с коленами под углом 180°. Такой вал обеспечивает равномерное чередование тактов расширения и удовлетворительную уравновешенность двигателя.

У двигателей Д-37М, Д-50, СМД-14, Д-108, Д-130 и АМ-41 последовательность тактов расширения, то есть порядок работы цилиндров 1—3—4—2, а у двигателей ГАЗ-69 и ГАЗ-21 А 1—2—4—3.

В шестицилиндровых четырехтактных двигателях ГАЗ-52-01 и АМ-01 колена вала располагаются под углом 120° друг к другу и симметрично относительно середины вала, чем достига ется равномерное чередование тактов расширения и хорошая уравновешенность двигателя. Эти двигатели имеют порядок работы 1—5—3—6—2—4.

Рис. 9. Вкладыши коренных подшипников дизеля СМД-14: а — вкладыши третьего коренного подшипника; б — вкладыши второго и четвертого коренных подшипников: 1 — отверстие, совпадающее с каналом в блок-картере; 2 — кольцевая канавка; 3 — отверстие для подвода масла к подшипникам распределительного вала; 4 — усик; 5 — полукольца третьего коренного подшипника

У V-образных восьмицилиндровых четырехтактных двигателей ГАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ-238 и ЯМЗ-238НБ порядок работы 1—5—4—2—6—3—7—8. Перекрытие тактов расширения происходит в течение поворота коленчатого вала на 90°. Это создает равномерное вращение коленчатого вала.

Коренные подшипники в двигателях могут быть двух видов: скольжения и качения.

Подшипники скольжения представляют собой взаимозаменяемые вкладыши, покрытые тонким слоем антифрикционного сплава.

Как правило, антифрикционный сплав на вкладышах коренных подшипников такой же, как и на вкладышах шатунных подшипников.

У тракторных дизелей вкладыши коренных подшипников изготовлены из облуженной сталеалюминиевой ленты. Толщина слоя АСМ 0,5—0,8 мм, толщина слоя олова 0,004—0,008 мм.

Верхние вкладыши коренных подшипников имеют сквозные отверстия, которые при установке вкладышей в постели совпадают с каналами в блок-картере. По этим каналам масло из главной масляной магистрали подводится к подшипникам.

На внутренней поверхности отдельных вкладышей делаются канавки, соединяющиеся с отверстием. Канавки служат для подвода масла через наклонный канал в щеке коленчатого вала к соответствующему шатунному подшипнику. У дизеля СМД-14 такие канавки сделаны на верхних вкладышах первого, третьего и пятого подшипников и на нижних вкладышах, третьего и пятого подшипников.

Если масло под давлением подается к подшипникам распределительного вала, то в канавке просверливается второе сквозное отверстие.

Верхний вкладыш каждого коренного подшипника вставляется в гнездо стенки или в перегородку блок-картера, а нижний — в съемную крышку.

Вкладыши устанавливают в постели с натягом. Это обеспечивает при затяжке гаек у шпилек коренных подшипников плотное прилегание вкладышей к постели по всей окружности. Проворачивание и осевое перемещение вкладышей предотвращается благодаря натягу и усикам, которые входят в специально сделанные канавки в постелях блок-картера и в крышках коренных подшипников.

Толщина вкладышей спрофилирована таким образом, что в собранном состоянии диаметр в горизонтальной плоскости на 0,04—0,14 мм больше, чем в вертикальной. Это устраняет опасность нарушения масляного слоя при деформации вкладышей во время их затяжки и увеличивает расход масла через подшипник с целью отвода от него большего количества тепла.

Нижняя крышка прикрепляется к блок-картеру при помощи болтов или шпилек с гайками. Гайки шпилек шплинтуются замковыми шайбами или проволокой. Нижние крышки не взаимозаменяемы.

Изношенные вкладыши заменяют новыми нормального или ремонтного размеров.

Потери на трение в подшипниках качения значительно меньше, чем в подшипниках скольжения, но установка коренных подшипников качения в многоцилиндровых двигателях, имеющих несколько опор, усложняет конструкцию двигателя. Поэтому коренные подшипники качения применяются главным образом у одно- и двухцилиндровых двигателей (например, ПД-8 ПД-10М, П-23), коленчатые валы которых имеют всего две опоры.

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 



Остались вопросы по теме:
"Коленчатые валы и коренные подшипники"
— воспользуйтесь поиском.

Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства