Коленный вал

Коленчатый вал - это... Что такое Коленчатый вал?

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала

Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.

Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Выемка из блока дизельного двигателя коленчатого вала трактора

Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования» особенно в автоматизированном производстве.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Механическая обработка коленчатых валов

Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.

При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках.

См. также

dic.academic.ru

Коленчатые судовые валы

На коленчатый вал при работе двигателя действуют скручивающие и изгибающие усилия, меняющиеся по величине и направлению.

В результате этого его приходится отливать, отковывать или отштамповывать из специальных сортов стали.

Для изготовления коленчатых валов используют высокосортные углеродистые стали. У среднеоборотных напряженных двигателей коленчатые валы изготовляют из легированных (никелевых или хромникелевых) сталей. Иногда их выполняют из высокопрочного или модифицированного чугуна.

В зависимости от мощности и размеров двигателей коленчатые валы бывают цельноковаными или составными. Цельнокованый коленчатый вал восьмицилиндрового двигателя состоит из рамовых шеек 2, расположенных на одной оси, шатунных шеек 4 и щек 3. Рамовые шейки уложены в рамовые подшипники, на шатунные шейки навешены нижние головки-шатунов (рис. 1, а).

Рис. 1. Коленчатые валы: а - составной вал восьмицилиндрового дизеля, б - общий вид вала шестицилиндрового дизеля

Для того чтобы повысить прочность коленчатого вала, его шейки подвергают поверхностной закалке и азотированию. Поверхность шеек после токарной обработки тщательно шлифуют. На кормовом конце коленчатого вала установлен фланец 1 для крепления маховика. Носовой конец вала используют для монтажа шестерни привода навешенных на дизель насосов (масляного, водяного, топливоподкачивающего) и других вспомогательных механизмов.

Количество шатунных шеек коленчатого вала всегда равно числу цилиндров двигателя. Количество рамовых шеек обычно на 3 - 2 больше, чем цилиндров двигателя. Все рамовые шейки лежат на оси коленчатого вала. От этой оси на одинаковом расстоянии (радиус кривошипа) располагаются шатунные шейки.

Составной коленчатый вал дизеля 8ДР 43/61 состоит из двух четырехколенчатых валов 1 и 2 и упорного вала 3. Отдельные части коленчатого вала соединены между собой при помощи фланцев 6 калиброванными болтами (рис. 1, б).

На шейке вала у кормового фланца устанавливается на шпонке 7 шестерня привода распределительного вала. К носовому фланцу вала крепятся успокоитель крутильных колебаний и ведущая часть упругой муфты привода воздуходувки. Кормовой фланец упорного вала 3 соединен с гребным валопроводом. Усилие упора гребного винта передается через гребень 5 упорного вала на упорный подшипник. На шейке у кормового фланца упорного вала проточены маслоотбойные гребни 4. Эти гребни совместно с сальниковым уплотнением в торцевой крышке корпуса упорного подшипника препятствуют утечке масла.

Конструкция коленчатого вала должна предусматривать возможность подачи масла для смазки рамовых и шатунных подшипников. Несмотря на различное конструктивное выполнение системы смазки коленчатых валов, эта схема у судовых дизелей построена по одинаковому принципу.

Масло из системы смазки дизеля по ответвлениям подается к рамовым подшипникам и смазывает их поверхность. Часть масла от рамовых шеек 8 через наклонные сверления «А» в шейках и щеках 9 подается к шатунным шейкам 10. Причем к каждой шатунной шейке подведены сверления от двух соседних рамовых шеек. В крайней носовой шейке коленчатого вала выполнено продольное сверление, по которому подводится масло к успокоителю крутильных колебаний и к упругой муфте привода воздухонагнетателя.

В тихоходных судовых двигателях, у которых радиус кривошипа более 500 мм, колена вала могут быть полусоставными или составными.

Стальные щеки полусоставного колена отковывают заодно с шатунной шейкой, а рамовые шейки изготовляют отдельно (рис. 2, а). Соединение щек с рамовыми шейками выполняется горячей посадкой. Составное колено двигателя «Бурмейстер и Вайн» получается, когда отдельно изготовленные рамовые и шатунные шейки запрессовываются в отверстия щек (рис. 2, б). В данной конструкции рамовые и шатунные шейки выполнены полыми. Полости в шейках закрыты заглушками 2 и заполнены маслом, которое в полость рамовой шейки поступает по радиальным сверлениям 1, откуда по сверлению 3 в щеке попадает в полость шатунной шейки. На смазку кривошипного подшипника масло подается через отверстие 4.

Рис. 2. Элементы коленчатых валов: а - полусоставное колено, б - составное колено, в, г, д - прямоугольная, овальная и круглая форма щёк.

Во время работы двигателя в результате вращения кривошипа и нижней головки шатуна возникает центробежная сила инерции FM, направленная всегда от центра вращения, стремящаяся оторвать кривошип и, следовательно, действующая на рамовые подшипники, увеличивая их износ.

В шести- и восьмицилиндровых двигателях эти силы оказываются уравновешенными, т. е. в любой момент на коленчатый вал действуют две силы FM (от разных кривошипов), но направлены они в противоположные стороны.

Если двигатель имеет нечетное число цилиндров или менее четырех, то центробежные силы инерции взаимно не уравновешиваются. В этом случае коленчатые валы снабжаются противовесами - массами, закрепленными на щеках колена со стороны, противоположной шатунной шейке. У двигателей «Бурмейстер и Вайн» противовесы 5 отковываются заодно со щеками колена. При вращении противовеса возникает центробежная сила Fпр которая равна по величине силе FM, но направлена в обратную сторону. В результате сила FM уравновешивается и ее влияние нейтрализуется.

Щеки кривошипа могут иметь различную конструктивную форму. Прямоугольные щеки просты в изготовлении, однако нерациональное использование материала увеличивает центробежные силы, которые дополнительно нагружают рамовые подшипники (рис. 20, в). Для устранения этого недостатка и уменьшения общей массы вала углы щек часто срезают.

Овальные щеки являются наиболее рациональными в отношении прочности и массы, но сложны в изготовлении (рис. 2, г). Круглые щеки менее рациональны по сравнению с овальными, но проще в изготовлении (рис. 2, д).

Фигурные щеки применяют в полусоставных и составных кривошипах. Их форма обусловлена необходимостью создания кольца для надежного обжатия шеек (см. рис. 2, а, б).

В многоцилиндровом двигателе для повышения равномерности работы необходимо, чтобы рабочие ходы поршней в отдельных цилиндрах чередовались через равные углы поворота вала или через равные промежутки времени. Чередование рабочих ходов в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров зависит от расположения кривошипов коленчатого вала один относительно другого. Угол установки соседних кривошипов определяют числом тактов двигателя и количеством его цилиндров, который равен углу поворота вала за весь цикл, разделенному на число цилиндров.

Следовательно, кривошипы двигателя должны быть повернуты друг относительно друга на угол α=360:z - у двухтактного двигателя и α=720:z - у четырехтактного (z - число цилиндров). Так, у восьмицилиндрового двухтактного двигателя кривошипы располагаются через 360°: 8 = 45°.

Последовательность (порядок) работы цилиндров бывает различной. При ее выборе по возможности стремятся облегчить работу рамовых подшипников. Для этого нужно, чтобы рабочие ходы в стоящих рядом цилиндрах не следовали друг за другом. Это может быть, например, у двухтактного восьмицилиндрового двигателя с порядком работы 1—8—3—5—2—7—4—6 или у четырехтактного шестицилиндрового с очень распространенной последовательностью 1—5—3—6—2—4.

При выборе порядка работы цилиндров стремятся достичь наиболее полной уравновешенности сил инерции деталей кривошипно-шатунного механизма.

seaman-sea.ru

Коленчатые валы

Коленчатый вал через шатуну воспринимает давление газов возникающее в надпоршневой полости цилиндров, и нагружается силами инерции от неуравновешенных масс механизма, совершающих возвратно-поступательное и вращательное движение. Под действием резко изменяющихся по величине и направлению газовых сил и сил инерции коленчатый вал вращается с переменной угловой скоростью, вследствие чего испытывает упругие колебания, подвергается скручиванию, изгибу, сжатию или растяжению.

Сложные условия работы вала вызывают повышенный износ его шеек, деформацию отдельных элементов конструкции и явления усталости материала, порождают крутильные и осевые его колебания. Поэтому конструкция коленчатого вала должна обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшом весе.

Общий вид и элементы конструкции типичного вала автомобильного поршневого двигателя показаны на рис. 1, а и б. Коленчатые валы двигателей автомобильного и тракторного типов изготовляют методом ковки или литья из среднеуглеродистых сталей марок 45, 45А, 45Г2, 50Г; легированных сталей 45ХН, 40ХНМА, 18ХНВА или из высококачественных чугунов (магниевого, никель-молибденового и др.), обладающих повышенной прочностью.

Рис. 1. Общий вид и элементы конструкции коленчатого вала V-образного 8-цилиндрового двигателя ЗИЛ-130:

I, II, III, IV – шатунные шейки

Основными элементами коленчатых валов являются: коренные и шатунные шейки, щеки, хвостовик и носок. К обязательным элементам некоторых конструкций автомобильных и других аналогичных валов относятся также противовесы. Представленный на рис. 1 вал двигателя ЗИЛ-130 и в этом отношении является типичным.

Коренные шейки 12 служат валу опорами, на которых он укладывается и вращается в соответствующих опорных (коренных) подшипниках двигателя.

Шатунные шейки 11 служат для шарнирного соединения вала с нижними головками шатунов. Шатунные шейки и устанавливаемые на них головки шатунов называют иногда кривошипными. Масло к ним подается по сверлениям 5 от шеек 12.

Щеки 13 объединяют в один узел шатунные и коренные шейки. Две щеки, примыкающие к смежным коренным шейкам вместе с одной или несколькими шатунными шейками, образуют кривошипы (колена) вала.

Хвостовиком называют заднюю часть 6 вала, которая в автомобильных двигателях обычно заканчивается фланцем 7, снабженным отверстиями 4 для крепления маховика. В торце хвостовика растачивают гнездо 8 под опорный подшипник первичного вала коробки перемены передач, а на цилиндрической его поверхности размещают маслоотражательный буртик 10 и маслоотгонную нарезку (спиральную канавку) 9 или же делают гладкую шейку под уплотнительный сальник.

Носком называют переднюю часть 14 вала, на которой устанавливаются: шестерня привода газораспределения, маслоотражатель и шкив вентилятора, а в резьбовое отверстие 15 с торца — храповик, необходимый для проворачивания коленчатого вала при пуске двигателя вручную. Если ручной пуск не предусмотрен, то вместо храповика ставится болт, обеспечивающий только крепление деталей на носке вала. В канавку 16 закладывается шпонка, фиксирующая в строго заданном положении шестерню привода газораспределения и удерживающая от проворачивания на носке другие детали.

Противовесы 1 устанавливаются на щеках 13 со стороны, противоположной кривошипу, и служат в многооборотных двигателях для полной или частичной разгрузки коренных опор от местных центробежных сил. В ряде случаев они необходимы для уравновешивания двигателей.

Коленчатые валы многоцилиндровых двигателей представляют собой сложную пространственную конструкцию, форма которой во многом предопределяется числом коренных опор, принятым для данного двигателя. В этой связи коленчатые валы разделяют на полноопорные и неполноопорные.

Рис. 2. Неполноопорный коленчатый вал рядного 6-цилиндрового двигателя ГАЗ:

1 — фланец крепления маховика; 2 — противовесы: 3 — коренные шейки; 4 — шатунные шейки; 5 — носок вала

У полноопорных валов между двумя смежными коренными опорами размещается только одна шатунная шейка, т. е. число коренных шеек всегда у них на одну больше числа шатунных шеек (см. рис. 1). Такие валы применяются в дизелях, карбюраторных V-образных и других двигателях, работающих с большими нагрузками на подшипниках.

Неполноопорные коленчатые валы имеют по две и более шатунных шейки между двумя смежными коренными опорами. Они компактнее (короче) полноопорных, несколько легче их и менее трудоемки. Но из-за сравнительно большого пролета между коренными опорами такие коленчатые валы не обладают достаточной жесткостью. Для неполноопорных автомобильных валов типичной является конструкция вала рядного шестицилиндрового двигателя ГАЗ-51, показанная на рис. 2. Массивные противовесы служат здесь для разгрузки коренных опор от местных центробежных сил.

Коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей подвергаются обязательной статической и динамической балансировке в сборе с маховиком и фрикционной муфтой сцепления. Без этого трудно и практически вообще невозможно обеспечить спокойный ход двигателя из-за повышенной его вибрации.

Рис. 3. Кривошипы коленчатых валов:

а) литого вала двигателя ЗМЗ-21: б) кованого вала двигателя МЗМА-408; в) кованого вала двигателя В-2; 1 — грязеуловитель; 2 — заглушка; 3 — коренная шейка: 4 — каналы подвода масла к поверхности шатунной шейки

Для увеличения износостойкости шеек вала наружные поверхности их закаливают токами высокой частоты на глубину 3—5 мм до твердости HRC 50—60 и тщательно обрабатывают (шлифуют и полируют), придавая им по возможности строго цилиндрическую форму (овальность и конусность шеек вала в автомобильных двигателях не должна превышать 0,01 мм). Толщину закаленного слоя выбирают с учетом уменьшения диаметра шеек от перешлифовок при ремонтах двигателя.

Шейки вала с целью уменьшения его веса часто выполняются полыми, что легко достигается при отливке валов.

На рис. 3 показан один из кривошипов литого вала двигателя ЗМЗ-21, у которого полости в шейках получают в процессе отливки.

В этом случае масло подается от коренных к шатунным шейкам с помощью трубочек, которые запрессовывают в отверстия, просверленные через стенки полости коренных шеек. Для фиксации трубочек в нужном положении их слегка изгибают, как показано на рис. 3, а. Полости 1 в шатунных шейках, закрытые с двух сторон резьбовыми пробками, образуют грязеуловители. Однако отверстия 4 для подачи масла к шатунным подшипникам при таком соосном с шейкой расположении полости должны быть просверлены на уровне оси шейки или несколько ниже ее и перпендикулярно к плоскости кривошипа (см. рис. 3, а). Тогда взвешенные в масле твердые тяжелые частицы, включая продукты износа, отбрасываемые центробежной силой к наиболее удаленным от оси вращения стенкам полости, не попадают в шатунные подшипники (схема улавливания и накопления тяжелых частичек показана на рис. 3, а).

Дополнительная центробежная очистка масла в грязеуловителях шатунных шеек получила широкое распространение. Шатунные шейки кованых валов с этой целью специально рассверливают. Получаемые таким образом грязеуловители изображены на рис. 1, а, б и рис. 3, б, б, где показаны кривошипы карбюраторных двигателей V-образного ЗИЛ-130, рядного МЗМА-408 и V-образного дизеля В-2. У последнего масло подводится к подшипнику главного шатуна через медную трубочку 4, погруженную заборным концом непосредственно в грязеулавливающую полость. На каждой шатунной шейке двигателя ЗИЛ-130 размещаются по два шатуна, поэтому и грязеулавливающие полости 3, закрываемые резьбовыми пробками 2 (см. рис. 1, а), высверлены здесь с двух сторон кривошипа. При наличии на шейке одного шатуна достаточно одной полости, выполненной по схеме рис. 3, б.

Размеры (диаметр и длину) шеек вала выбирают с учетом ранее выполненных конструкций, а затем уточняют их поверочным расчетом. Шатунные шейки у каждого вала, как правило, имеют одинаковый размер, а коренные часто различаются своей длиной. Наибольшую длину обычно имеют крайние шейки, особенно задняя шейка, примыкающая к хвостовику вала, несущая дополнительную нагрузку от маховика и сцепления. Так, длина задней шейки коленчатого вала ЗИЛ-130 составляет 45 мм против 31 мм у других его коренных шеек, а в двигателе ЗМЗ-66 все коренные шейки выполнены одинаковой длины. Это позволяет применять взаимозаменяемые вкладыши для всех его коренных подшипников, что экономически более оправдано.

Рис. 4. Конструкции щек коленчатого вала и крепление к ним противовесов

Наряду с крайними шейками в ряде конструкций удлиняют средние коренные опоры, если это требуется по условиям компоновки двигателя, но в целом длину коренных шеек вала стремятся уменьшить. Чем короче шейки и меньше общая длина вала, тем большую жесткость приобретает его конструкция. Жесткость вала повышается также за счет «перекрытия» шеек. Это особенно резко проявляется в современных короткоходных автомобильных двигателях, у которых сумма радиусов rк + rш коренной и шатунной шеек всегда бывает больше радиуса г кривошипа (см. рис. 4, б).

Для повышения общей прочности вала сопряжение его щек с шейками выполняют с плавными переходами (см. рис. 4, б) — галтелями. Радиусы галтелей рекомендуется выбирать в пределах 0,06÷0,1 от диаметра шеек. Благодаря галтелям заметно уменьшаются местные напряжения в зоне сопряжения щек с шейками. Но так как развитые галтели уменьшают активную длину шеек (их цилиндрическую часть, находящуюся под вкладышами), то целесообразно галтели делать двойными: от шейки к технологическому пояску с радиусом r1 (основная доля радиусного перехода) и далее к телу щеки с радиусом r2, как показано на рис. 4, б.

Небольшой технологический поясок в зоне сопряжения щек с шейками является обязательным элементом конструкции вала. При обработке вала он предохраняет шлифовальный круг от возможного опасного удара щеки.

Щекам придают овальную, круглую или призматическую (прямоугольную) формы. Призматические щеки наиболее простые, но по условиям прочности они получаются сравнительно толстыми, что несколько переутяжеляет вал и увеличивает его габариты. В автомобильных двигателях старых моделей, где находили применение валы с призматическими щеками, последние выполнялись с округлыми кромками и углами (см. рис. 4, а). Это позволяло снижать общий вес вала. Следует отметить, что с целью уменьшения веса вала малонагруженные части щек (кромки со стороны противоположной сопряжению с шейками вала) при любой их форме срезают, как показано на рис. 4, а—д.

Круглые щеки (см. рис. 4, в) удобны для механической обработки и обладают достаточной прочностью при относительно малой толщине. С круглыми щеками изготовляется- коленчатый вал V-образного 12-цилиндрового дизеля В-2. Круглые щеки можно использовать также непосредственно в качестве коренных опор в двигателях, вал которых вращается на подшипниках качения. В этих случаях чаще всего применяют разборные коленчатые валы, снабжаемые шариковыми или роликовыми подшипниками. Элементы конструкции кривошипа разборного вала на роликовых подшипниках показаны на рис. 4, е.

Овальные щеки (см. рис. 4, б) по своей прочности мало чем уступают круглым щекам, но при такой их форме удается лучше использовать металл и обеспечивать плавные переходы между отдельными элементами конструкции вала (см. рис. 4, б). Благодаря этому овальные щеки широко применяются в автомобильных и тракторных быстроходных двигателях.

В зависимости от конструкции вала различают короткие и длинные щеки. Сочетание коротких и длинных щек применяют для неполноопорных валов, причем в рядных 6-цилиндровых двигателях используются гнутые длинные щеки (см. рис. 2). Щеки коленчатых валов автомобильных и тракторных двигателей часто отковываются или отливаются заодно целое с противовесами (см. рис. 1 и 2).

Противовесы, выполненные отдельно от щек, крепят к ним на шпильках или болтах, как показано на рис. 4, г, д. Гайки шпилек и болты тщательно при этом блокируются от возможного ослабления затяжки. Иногда их прихватывают электросваркой. Толщину противовесов выбирают такой, чтобы при ремонте двигателя последние не затрудняли перешлифовку шеек вала.

В качестве подшипников коренных опор в автомобильных двигателях обычно применяют тонкостенные биметаллические или триметаллические вкладыши.

Конструкция, их технология изготовления и фиксация в опорах аналогичны конструкции с вкладышами шатунных подшипников. От последних они отличаются только большей толщиной стальной ленты, из которой их штампуют. Общий вид вкладышей коренных опор (подшипников) показан на рис. 12 (позиция 12). Для большинства отечественных автомобильных двигателей применяют вкладыши коренных подшипников с общей толщиной 2,25 мм. Двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-66 и ЗИЛ-130 снабжаются триметаллическими вкладышами коренных подшипников.

Коленчатые валы строго фиксируют от осевого смещения в коренных опорах, которое в автомобильных двигателях допускается в пределах всего 0,2 мм. При большей величине смещения возникает опасность нежелательного нарушения взаиморасположения деталей кривошипно-шатунного механизма. Как правило, осевая фиксация осуществляется только у одной из коренных опор с тем, чтобы при тепловом расширении сохранялась возможность перемещения как самого вала, так и элементов остова двигателя. Для фиксации используют либо крайние опоры (задняя — в двигателе ЯМЗ-236; у носка вала — во всех двигателях ЗМЗ и ЗИЛ-130), либо средняя опора (двигатель МЗМА-408). При косозубом шестеренчатом или цепном приводе кулачкового вала газораспределения для фиксации вала рекомендуется использовать переднюю коренную опору.

Коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей на выходе из картера должны надежно уплотняться в гнездах. При недостаточном уплотнении хвостовика и носка вала возможна как утечка масла из поддона, так и проникновение дорожной пыли в картерную полость двигателя. Утечка масла не только повышает его расход, но и может вызвать аварию из-за «задиров» или выплавления подшипников вследствие их перегрева. Не менее опасно и проникновение дорожной пыли, вызывающей повышенный износ трущихся деталей кривошипно-шатунного механизма.

Коленчатый вал уплотняется с помощью различных сальников, а также масло- и пылеотражающих устройств. Уплотнение носка вала особенно сложное.

С внешней стороны отверстие в крышке, через которое проходит носок вала, защищено штампованным пылеотражателем, напрессованным на ступиц и вращающимся вместе со шкивом привода вентилятора. Пылеотражатель препятствует проникновению к сальнику и в картер дорожной пыли.

Конструкция коленчатого вала и его форма выбираются так, чтобы вне зависимости от тактности двигателя обеспечивалось равномерное чередование рабочих ходов при любом принятом числе и расположении цилиндров, а также достигалось более полное уравновешивание двигателя.

С этой целью колена вала, равноотстоящие от его середины (от оси симметрии), располагают в одной плоскости. В четырехтактных однорядных двигателях эти колена бывают повернуты в одну сторону, т. е. имеют зеркальное расположение.

Чередование рабочих ходов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Для принятого взаиморасположения шатунных шеек вала или угла сдвига его колен существуют несколько порядков работы, но используют тот из них, который обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по длине вала. Последовательно работающие цилиндры двигателя должны отстоять друг от друга как можно дальше.

Коленчатые валы поршневых двигателей испытывают переменные скручивающие нагрузки, под воздействием которых в них возникают упругие угловые колебания. Сущность таких колебаний можно понять на примере любого упругого стержня, неподвижно закрепленного с одной стороны и несущего массу на другой. Если свободный конец рассматриваемого стержня закрутить на некоторый угол и отпустить, то под действием упругости и инерционной массы он будет совершать угловые колебания с определенной частотой (периодом). Стоит только к такому колеблющемуся стержню приложить внешнюю силу, периодически действующую с такой же частотой, как возникает явление резонанса (ритмичное раскачивание), вызывающее непрерывное увеличение амплитуды углового колебания стержня и в конечном итоге разрушение его.

Аналогично этому раскачивается и коленчатый вал, к кривошипам которого прикладываются внешние силы, действующие периодически с частотой, зависящей от числа оборотов вала, тактности двигателя и числа цилиндров. При совпадении периода действия на вал какой-либо гармонической составляющей этих сил с периодом собственных его колебаний наступает явление резонанса.

Число оборотов, соответствующее возникновению резонансных колебаний, называют критическим.

При разработке конструкции коленчатого вала стремятся к тому, чтобы критическое для него число оборотов, соответствующее наиболее опасному резонансу, имело как можно большую величину и не попадало в диапазон рабочих чисел оборотов коленчатого вала. С этой целью коленчатым валам придают возможно большую жесткость. Из теории колебаний известно, что чем больше жесткость вала при данных моментах инерции масс, колеблющихся вместе с валом, тем выше частота собственных колебаний вала данной системы и тем выше критическое число его оборотов. В результате этого в диапазоне рабочих чисел оборотов вала резонируют гармоники более высоких порядков. Так как амплитуды этих гармоник уменьшаются с повышением их порядка примерно по экспоненте, то резонанс их тем менее опасен для прочности вала, чем выше порядок гармоники.

Если при расчете вала на крутильные колебания резонанс гармоники какого-либо порядка, наступающий в рабочей зоне чисел оборотов вала, окажется опасным для прочности вала, то изменяют динамическую систему путем изменения жесткости вала. Если конструктивно это невыполнимо, то ставят гаситель колебаний, настроенный на гашение колебаний данной формы, определяющейся их частотой.

Принцип действия гасителей крутильных колебаний основан на частичном поглощении энергии (возникающего крутильного колебания коленчатого вала), затрачиваемой на работу трения в гасителе. Гасители устанавливаются на носке вала или в непосредственной его близости, где угловые колебания имеют максимальную величину.

В автомобильных двигателях применяют гасители фрикционные (сухого трения), внутреннего трения (резиновые) и жидкостного трения. Наиболее простыми и распространенными являются гасители внутреннего трения — демпферы (рис. 5).

Рис. 5. Гаситель крутильных колебаний внутреннего трения двигателя ЗИЛ-114

Массивный диск (маховичок) 1 привулканизирован здесь слоем резины 2 к штампованному фасонному фланцу 3, который жестко крепится к ступице шкива привода вентилятора. Крутильные колебания коленчатого вала вызывают колебательное движение маховичка 1 относительно носка вала. Вследствие этого в слоях резины возникает внутреннее трение, поглощающее часть энергии крутильных колебаний вала. Эта энергия превращается в тепло и рассеивается в атмосферу. Резиновые гасители изменяют амплитуду угловых колебаний вала двигателя, что способствует уменьшению возникающих в нем напряжений. Они достаточно эффективны, просты по устройству и надежны в работе.

В настоящее время применяют гасители жидкостного трения, в которых используют силиконовую жидкость, обладающую большой вязкостью и мало зависящую от температуры. В замкнутое кольцевое пространство силиконового гасителя помещают свободную сейсмическую массу в виде кольца, а в кольцевую полость заливают силиконовую жидкость, в которой должна колебаться сейсмическая масса. Трение, возникающее между вязкой жидкостью и этой подвижной массой, используется для гашения (ослабления) крутильных колебаний вала.

Необходимость применения демпферов для коленчатых валов обычно возникает в рядных 6 и особенно 8-цилипдровых двигателях, имеющих сравнительно большую длину вала.

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.

Newer news items:

Older news items:

azbukadvs.ru

Коленчатые валы - Моряк

Коленчатый вал является наиболее ответственной дорогостоящей деталью дизеля. Он воспринимает усилия через шатуны от поршней и передает эти усилия потребителю (гребному винту). На коленчатый вал при работе двигателя действуют скручивающие и изгибающие усилия, меняющиеся по величине и направлению. В результате этого его приходится отливать, отковывать или отштамповывать из специальных сортов стали. Для изготовления коленчатых валов используют высокосортные углеродистые стали. У среднеоборотных напряженных двигателей коленчатые валы изготовляют из легированных (никелевых или хромникелевых) сталей. Иногда их выполняют из высокопрочного или модифицированного чугуна.

Рис. 1. Коленчатые валы: а — составной вал восьмицилиндрового дизеля, б — общий вид вала шестицилиндрового дизеля

Количество шатунных шеек коленчатого вала всегда равно числу цилиндров двигателя. Количество рамовых шеек обычно на 3 — 2 больше, чем цилиндров двигателя. Все рамовые шейки лежат на оси коленчатого вала. От этой оси на одинаковом расстоянии (радиус кривошипа) располагаются шатунные шейки.

Рис. 2. Элементы коленчатых валов: а — полусоставное колено, б — составное колено, в, г, д — прямоугольная, овальная и круглая форма щёк.

Если двигатель имеет нечетное число цилиндров или менее четырех, то центробежные силы инерции взаимно не уравновешиваются. В этом случае коленчатые валы снабжаются противовесами — массами, закрепленными на щеках колена со стороны, противоположной шатунной шейке. У двигателей «Бурмейстер и Вайн» противовесы 5 отковываются заодно со щеками колена. При вращении противовеса возникает центробежная сила Fпр, которая равна по величине силе FM, но направлена в обратную сторону. В результате сила FM уравновешивается и ее влияние нейтрализуется.

Следовательно, кривошипы двигателя должны быть повернуты друг относительно друга на угол α=360:z — у двухтактного двигателя и α=720:z — у четырехтактного (z — число цилиндров). Так, у восьмицилиндрового двухтактного двигателя кривошипы располагаются через 360°: 8 = 45°.

seaspirit.ru

Коленный вал | Знания | Жизнь

Дмитрий Демиденко отвечает у нас за рубрику “Бюллетень”. Все-то он знает, обо всем слышал. А тут вдруг вышла у него из строя важная часть тела. И пришлось ему обращаться к врачам. Поскольку Дмитрий — человек эрудированный, он не стал держать в секрете свой драгоценный опыт, а выплеснул его на бумагу. Это выплеснутое мы и публикуем.

Я люблю баскетбол. И ему я тоже, кажется, небезразличен. Результатом наших обоюдных отношений стал визит к травматологу по поводу опухшего колена, а также неестественно раздутого и адски ноющего сустава. — Да, да, явное повреждение внутреннего мениска, — щупая мою коленку, подтвердил врач. — Много жидкости в суставной сумке. По-хорошему, надо бы оперировать. Это на месяц в больницу. Вскроем коленку и вырежем поврежденный мениск, чтобы не мешал. Потом еще месяц на восстановление. — Вам, хирургам, только бы резать! — крикнул я. То есть хотел крикнуть, но вместо этого робко спросил: — А можно как-нибудь… — Можно и без операции, — понял меня доктор, оказавшийся вовсе не таким уж кровожадным. — Сейчас откачаем скопившуюся в суставе жидкость. Наложим гипс. Недельки через три снимем, и он уже сможет кое-как двигаться. Но учтите… — голос у врача вдруг стал торжественным, как у феи, обещавшей, что в полночь мое колено превратится в тыкву. — Серьезные физические нагрузки исключены, да и с нормальной жизнедеятельностью возможны проблемы. Периодически, например, при спуске по лестницам, будут случаться так называемые блокады сустава: резкая боль и невозможность согнуть и разогнуть колено. И так будет продолжаться, пока вы все-таки не найдете время сделать операцию. Впрочем, если вы не собираетесь связывать свою жизнь с большим спортом, то это можно пережить.

* * * * * Я не собирался связывать свою жизнь ни с кем, кроме любимой девушки, но именно она убедила меня повторно обратиться к врачу, поскольку наша личная жизнь стала давать сбои. Трудно, знаете, предаваться необузданным ласкам, когда только и думаешь: “Господи, как бы ножку-то не повредить!” Короче говоря, я снова оказался в кабинете травматолога. Другого — молодого, компетентного и чертовски циничного. Выслушав предысторию, он пожонглировал моей ногой, посгибал сустав во всех возможных плоскостях и весело сказал: — Вот уже 12 лет вы превращаете свою коленку в хлам. Надо оперировать. — А как же два вырванных из жизни месяца? — спросил я. — Я же в офисе работаю, на зарплате… — Какие два месяца, уважаемый? У вас чрезвычайно устаревшая информация. В наше прогрессивное время госпитализация отнимет максимум 3-4 дня. А через 1,5-2 месяца после операции вы уже сможете нагружать свое колено по полной программе. От его слов веяло заразительным оптимизмом. Я тут же поинтересовался подробностями. — Операция называется “артроскопическая резекция” и проводится без вскрытия сустава, — объяснил хирург. — Вам сделают два небольших надреза, через один мы введем артроскоп — оптический прибор, связанный с видеокамерой. На экране монитора я буду видеть внутреннюю часть сустава. Через второй надрез мы введем специальную хирургическую фрезу: и ею ваш поврежденный мениск благополучно оттяпаем. Целиком или частично — это будет зависеть от степени его повреждения. На следующий день после операции вы уже сможете ходить. А предстоящей зимой — даже кататься на горных лыжах. В этом докторе погиб хороший маркетолог. Под влиянием услышанного мне захотелось лечь на операционный стол прямо сейчас.

* * * * * Аппарат МРТ занимал аж две комнаты. В первой из них сиротливо гнездился одинокий компьютер. Во второй находился сам томограф (это не человек, а машина). На всякий случай я снял с себя практически все, что могло сниматься, чем немало смутил молоденькую медсестру. К тому же в помещении с томографом специально поддерживается весьма низкая температура, а само обследование длится более получаса, которые нужно к тому же пролежать неподвижно. Если бы не медсестра, которая, преодолев смущение, набросила на меня простыню, я бы, пожалуй, заработал какое-нибудь ОРЗ, а то и что похуже. Пока томограф монотонно жужжал, анализируя мою коленку во всех доступных ракурсах, проводивший обследование врач, глядя на экран монитора, тихонько цокал языком и тревожно покачивал головой. С каждой минутой громкость цоканья и амплитуда кивания увеличивались. К окончанию процедуры мне уже стало казаться, что по итогам обследования отправят меня вовсе не на артроскопическую резекцию мениска, а в лучшем случае на ампутацию. Тем не менее результат оказался весьма утешительным. Томограмма подтвердила разрыв мениска и показала незначительное повреждение крестообразных связок, не требующее их сшивания. Убедившись, что умная машина соглашается с данными его осмотра, хирург удовлетворенно хмыкнул и назначил дату операции.

* * * * * Даже самая современная и самая артроскопическая операция требует старинной дедовской подготовки. Пришлось сдать кучу анализов. Дотошных врачей интересовало все — от уровня гемоглобина до антител на ВИЧ. После этого у меня сняли кардиограмму и долго щупали лимфоузлы. Все эти мероприятия осуществлялись в обычном рабочем режиме, “без отрыва от производства” — я просто время от времени приходил в клинику. Госпитализировали меня буквально за день до операции. Тогда же началось самое интересное. — Берите, молодой человек, туалетную бумагу и пойдемте со мной в процедурную, — заглянула в палату медсестра. Я только-только удобно расположился на койке, включил ноутбук и загрузил Heroes, потому необходимость куда-то тащиться меня возмутила. — Это еще зачем? — Как зачем? Будем ставить вам клизму! Медсестра была довольно симпатичная, и мениск не болел, но вот клизма как-то не входила в круг моих эротических предпочтений. К тому же я человек-однолюб, верный, неветреный. А тут — клизма! С наконечником! — Простите, но мне вроде не аппендикс оперировать будут. Может, без клизмы как-нибудь? Медсестра смерила меня уничтожающим взглядом, и я понял, что такое клятва Гиппократа. Процедура прошла легко и быстро. Правда, на этом мои злоключения не закончились. Завершив промывание, медсестра критически осмотрела мои ноги: — Необходимо побрить! 20 сантиметров вверх и вниз от коленки. Можете начинать прямо сейчас, пока я не закрыла процедурную.

* * * * * Утро было солнечным и ярким. За мной приехали в девять. Прежде чем переложить меня на каталку, медсестра любезно предложила мне “взрослый” подгузник. — Вам будут делать спинномозговой наркоз, — пояснила она. — При его использовании пациент не чувствует ничего ниже пояса и, соответственно, не контролирует никакие процессы, там происходящие. Потому во время операции возможны всяческие сюрпризы. От глобальных катастроф мы защитились, промыв вам кишечник. Он неприятностей поменьше вас должен спасти подгузник. Все части паззла становились на свои места. Неприятная процедура, оказывается, была очень нужной и своевременной. Я с радостью нацепил подгузник, после чего улегся на каталку и меня весело, с гиканьем и улюлюканьем, покатили в операционную. На стол я был водружен в позе распятого Христа. На раскинутые руки вместо гвоздей ловкие медсестры мигом нацепили кучу каких-то датчиков. После этого на первый план выдвинулся анестезиолог. — Повернитесь на бок и свернитесь калачиком! — скомандовал он. Я послушно повиновался. Укол в позвоночник был практически безболезненным. Последовавшие за ним ощущения — весьма своеобразными. Онемение начало медленно ползти вниз по телу, от места укола к ногам. В первую очередь онемел пах. Та самая зона глубокого бикини. — Скажите, доктор, — дрожащим голосом поинтересовался я. — А у вас не было в практике случаев, чтобы этот хитрый наркоз потом не отпускал, полностью или частично? А то мне что-то онемение в области бикини совсем не нравится. — Таких случаев у меня не было! — железным голосом сказал анестезиолог и, кажется, обиделся. Через несколько минут онемение достигло кончиков пальцев ног. Откуда-то из глубины операционной материализовался хирург. — Ну-с, приступим, — сообщил он. И, собственно, приступил. Предусмотрительно подвешенная на уровне моего пояса простыня мешала увидеть, где именно. — Ну все, мы внутри сустава, — говорит старшая медсестра. — Вон, посмотрите на мониторе. Я посмотрел. На экране мелькали какие-то тени, напоминавшие отрывки из “Звездных войн”, записанные на пожеванную видеокассету. — Вот это мениск, а там — подколенная складка, — мурлыкал голос медсестры. — Вон, сбоку — связки. Вам все понятно? — Я постараюсь понять, — пообещал я. — Расслабьтесь, думайте о жене и детях. — О чьих? — спросил я. — Я не женат. После этих слов откуда-то сзади раздалось торжествующее “Ага!”. Хотя, возможно, мне и показалось. — Смотрите в таком случае на моих девочек, — предложила медсестра. — Среди них, кстати, много незамужних. — Да че я там увижу — они ж в масках? — удивился я. — Господи, привередливый какой… Тогда смотрите куда хотите. Я так и сделал. Начал изучать монитор, где отображались мое давление и пульс. Там же бежала цветная полосочка, воспроизводящая сердечный ритм. “Пи-ип-пи-ип-пи-ип-пи-ип”. Воображение услужливо нарисовало много раз виденную в кино картину: “Пи-ип-пи-ип-пип-пи-и-пи-и-пи-и-пи-и-пи-и-и-и-и-и-и-и-и-и-и-и…” Как ни странно, эта мысль вызвала только улыбку. В голове промелькнуло, что я никому не успел завещать свой нехитрый скарб. Только я начал обдумывать этот вопрос, хирург возвестил, что все готово. Операция заняла около получаса.

* * * * * Наркоз отпускал несколько часов. Онемение начало спадать так же, как и начиналось: с паховой области. Это не могло не радовать. Постепенно я стал чувствовать конечности. Как ни странно, никакой боли в прооперированном суставе не было. Слегка подташнивало и кружилась голова, но эти ощущения, как и обещал анестезиолог, прошли после посещения туалета. Со свежей головой и спокойным сердцем я благополучно уснул.

* * * * * Разбудил меня изверг-хирург. — Ну, и чего это мы валяемся? — ехидно осведомился он. — Ну-ка встаем и идем! — А что, уже можно? — Не просто можно, а нужно! Я ж вам обещал, что на следующий день после операции вы сможете ходить. Самое время убедиться, что я не врал. Я сполз с кровати и попытался опереться на оперированную ногу. Она выдержала. — Ну же, ну же! Вперед! — подбадривал меня хирург. — Смелее, несколько шагов! Шаги вполне получались. Легкий дискомфорт в суставе был, но боли не чувствовалось. — Отлично, — с удовлетворением констатировал хирург. — Теперь немножко криотерапии, чтобы снять отек. Каждый час на полчаса прикладывайте лед. Завтра вечером уже сможете отправляться домой. Через недельку подъедете снять швы. — А лыжи, доктор? Как же лыжи? — Через месяц можете начинать физические нагрузки для укрепления мышц: сначала неглубокие приседания и плавание, дальше — по самочувствию. Так, постепенно, и до лыж дойдет. В общем, все у вас будет хорошо. Почему-то я ему поверил.

3 легких способа повредить мениск По статистике Центрального института травматологии и ортопедии, повреждение мениска — одна из самых распространенных спортивных травм. Это неудивительно, так как мениск — всего лишь хрящик, причем мягкий и очень чувствительный. Проще всего повредить его так:

1 Слишком глубоко приседая с тяжелым весом, злоупотребляя “гусиным шагом” и прочими перемещениями в приседе. 2 Резко повернув верхнюю часть тела в момент, когда голень по каким-то причинам зафиксирована (например, при беге по пересеченной местности или игре в футбол). 3 Ударившись коленным суставом о твердый предмет.

www.mhealth.ru

Конструкция коленчатого вала

Конструкция и размеры коленчатого вала зависят от числа и расположения цилиндров двигателя, числа коренных и шатунных шеек, размещения шатунов, равномерности чередования рабочих ходов и уравновешенности.

Коленчатые валы могут быть как целые, так и составные. Последние применяют в случае использования подшипников качения в качестве шатунных и коренных подшипников.

Коленчатый вал состоит из следующих элементов: переднего конца вала, шатунных и коренных шеек, противовесов и хвостовика.

На коленчатом валу обычно располагаются маховик, ведущая распределительная шестерня, шкив привода вентилятора, гаситель крутильных колебаний, маслоотражатели и другие второстепенные детали.

Общая длина кривошипа, а также размеры составляющих его элементов (коренная и шатунные шейки и щеки) зависят от минимального расстояния между осями двух соседних цилиндров.

В быстроходных дизелях и некоторых карбюраторных двигателях число коренных подшипников коленчатого вала на единицу больше числа колен. Карбюраторные двигатели часто имеют непол-ноопорные коленчатые валы. В "этом случае между двумя коренными подшипниками располагается по два колена, вследствие чего сокращается длина коленчатого вала и габаритные размеры двигателя.

Чтобы повысить жесткость таких коленчатых валов на изгиб, увеличивают диаметры шатунных и коренных шеек, уменьшают их длину и увеличивают толщину щек. В V-образных двигателях применяют полноопорные коленчатые валы.

Современные четырехцилиндровые карбюраторные двигатели с рядным расположением цилиндров обычно имеют три или пять коренных подшипников, а восьмицилиндровые V-образные двигатели — только пять коренных подшипников. Восьмицилиндровые дизели чаще делают с пятью коренными подшипниками. Шестицилиндровые карбюраторные двигатели могут иметь четыре и семь, а дизели — только семь коренных подшипников.

В подавляющем большинстве случаев коленчатые валы изготовляют цельными.

Исходя из условия равномерности чередования вспышек угол между кривошипами вала четырехтактного однорядного двигателя должен быть равен 720°/£ (где i— число цилиндров). Угол между кривошипами двухтактного двигателя согласно тому же условию должен быть 360°/£. При определении порядка работы двигателя из всех возможных вариантов выбирают порядок, при котором вспышки совершаются поочередно в цилиндрах наиболее удаленных друг от друга. Такой порядок работы несколько улучшает условия, в которых находятся коренные подшипники, и препятствует проникновению отработавших газов из одного цилиндра в другой.

Ниже рассматриваются конструктивные элементы коленчатого вала.

Передний конец коленчатого вала имеет ступенчатую форму, что необходимо для установки на нем шкива привода вентилятора, маслоотражающего устройства, распределительной шестерни и в некоторых случаях гасителя крутильных колебаний, который обычно объединяют в один узел со шкивом вентилятора. Все устройства и детали, расположенные на переднем конце коленчатого вала, стягивают болтом, ввернутым в его торец, или гайкой, навернутой на конец коленчатого вала. При установке коленчатого вала в подшипниках качения на его переднем конце должно быть предусмотрено место для устройства, при помощи которого масло подается в коленчатый вал.

Коренные шейки коленчатого вала выполняют одинакового диаметра. Для фиксирования коленчатого вала от осевых перемещений служит одна из крайних или средняя шейка. Упорные подшипники у большинства двигателей (у дизелей в особенности) располагают со стороны маховика. В некоторых двигателях упорные подшипники устанавливают со стороны механизма газораспределения или у среднего коренного подшипника. При цепном приводе желательно упорный подшипник располагать со стороны переднего конца вала, так как при перекосах условия работы цепи ухудшаются.

Для смазки коренных шеек масло подается из общей масляноймагистрали,расположенной в блок-картере, по каналам в стенках верхней части картера со стороны малонагруженной половины вкладыша.

Щеки коленчатого вала могут быть различной формы: призматические овальные и круглые. У коленчатых валов автомобильных двигателей большей части щеки делают прямоугольной и овальной формы.

Если между опорами расположены два колена, то длина щек увеличивается,аформаихусложняется,чтоусложняетконструкцию вала в целом и увеличивают его массу. Для лучшего

использования материала не работающие, наиболее удаленные отоси коленчатого вала,части щек срезают. Жесткость щеки зависит от перекрытия коренных и шатунных шеек е =^* — R .Чем больше перекрытие шеек, тем больше жесткость и прочность щеки. При этом можно уменьшить толщину щеки без увеличения ее ширины. Величина перекрытия шеек зависит от отношения хода поршня к диаметру цилиндра и диаметра шеек.

Переходы (галтели) от щек к коренным и шатунным шейкам во избежание возникновения больших концентраций напряжения выполняют радиусом около (0,035—0,08) d. Для уменьшения опорной поверхности шейки галтель в некоторых конструкциях состоит из двух-трех сопряженных дуг различных радиусов гг, г2, г3 .

Утолщение щек без увеличения длины двигателя ведет с одной стороны к повышению жесткости кривошипа, и с другой — к уменьшению ширины подшипников. При этом ширина подшипника не должна быть меньше 0,25 d.

При наличии на коленчатом валу противовесов форма щек усложняется.

Противовесы служат для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил и моментов, вызываемых этими силами. Первые возникают от неуравновешенных масс колена вала. Для уменьшения массы противовесы следует конструировать так, чтобы их центр тяжести располагался на возможно большем расстоянии от оси коленчатого вала. Масса противовеса составляет 70—80%суммарноймассывращающихсячастей.Противовесыо бычно отковывают или отливают как одно целое со щеками. Толщина противовеса не должна превышать толщины щеки, чтобы приремонте шейки коленчатоговаламожнобыло шлифовать.

В некоторых коленчатых валах сложной конструкции для упрощения их штамповки противовесы изготовляют отдельно. В этом случае противовесы к щекам крепятся специальными болтами 1 или шпильками 2 . Для фиксации головки болтов приваривают к противовесам.

Число и установочный угол противовесов определяют из динамического расчета.

В двигателях с кривошипно-камерной схемой газообмена противовесы, заполняя кривошипную камеру, уменьшают вредное пространство и способствуют созданию требуемого давления продувочного воздуха.

Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют меньший диаметр, чем коренные. При увеличении диаметра шатунной шейки увеличивается нижняя головка шатуна, что ведет к возрастанию вращающихся масс. При уменьшении длины шатунной шейки повышается удельная нагрузка, вследствие чего ухудшаются условия работы масляной пленки. Для уменьшения массы шатунные шейки часто высверливают.

Масло к шатунным шейкам подводится от коренных шеек по просверленным в валу каналам или запрессованным трубкам (в случае полых шеек).

Хвостовик (задний конец) коленчатого вала обычно имеет фланец для установки маховика. При наличии гидравлического сцепления роль маховика играет корпус сцепления. Задний конец коленчатого вала уплотняется с помощью отражательных колец вместе с фетровыми или резиновыми кольцами и винтовой нарезкой на валу, имеющей направление, обратное направлению вращения коленчатого вала.

Маховик крепится к фланцу коленчатого вала болтами. Отверстия под болты располагаются несимметрично, чем достигается установка маховика в строго определенном положении.

В торце фланца имеется отверстие для установки подшипника первичного вала коробки передач.

maestria.ru