Колінчастий вал і маховик
Сили від шатуне з'єднаних з поршнями, сприймає колінчастий вал, який відчуває великі навантаження і піддається скручуванню, вигину і стирання. Крутний момент, що розвивається на колінчастому валу, передається на трансмісію автомобіля, а також використовується для приводу в дію різних механізмів і деталей двигуна.
Колінчастий вал (рис.7, а) має наступні частини: корінні 7 і шатунні 3 шийки, щоки 8, противаги 4, передній кінець 1 і задній кінець (хвостовик) з маслоотражателем 5, маслосгонной різьбленням і фланцем 6 для кріплення маховика. Шатунниє шийки служать для з'єднання колінчастого вала з шатунами. Корінні шийки вала входять в підшипники, встановлені в блоці циліндрів. Щоки з'єднують корінні і шатунні шийки вала, утворюючи коліна або кривошипи. Противаги, розташовані на колінчастому валу, розвантажують корінні підшипники від сил інерції і створюваних ними моментів.
Форма колінчастого вала залежить від числа і розташування циліндрів, порядку роботи та тактності двигуна. Колінчастий вал виготовляють гарячої штампуванням з легованої сталі (двигуни автомобілів ЗІЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320 і ін.) Або відливають з високоміцного чавуну (двигуни автомобілів
Рис.7. Колінчасті вали:
а - двигуна автомобіля ЗІЛ-130; б - дизеля ЯМЗ-236; в - дизеля автомобіля КамАЗ-5320; А - величина перекриття шийок; 1 - передній кінець вала; 2 - грязеуловітельная порожнину в шатунной шийці; 3 - шатунная шийка; 4 - противаги; 5 і 15 - Маслоотражатель; 6 - фланець для кріплення маховика; 7 - корінна шийка; 8 - щока; 9 - гайка; 10 - передні знімні противаги; 11 - розподільна шестерня; 12 - шестерня приводу масляного насоса; 13 - гвинт; 14 - знімний противагу; 16 - установчі штифти; 17 - шпонка.
ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А, "Жигулі" і ін.) Разом з противагами або без них. Шатунниє шийки колінчастого вала розташовують так, щоб однойменні такти (наприклад, такти розширення) в різних циліндрах двигуна відбувалися через рівні проміжки (по куту повороту), а сили інерції, що виникають в циліндрах, взаємно врівноважувалися. Якщо розташування колін колінчастого вала не забезпечує взаємного урівноваження сил інерції і створюваних ними моментів, то на таких колінчастих валах встановлюють противаги або обладнають двигуни спеціальними уравновешивающими механізмами.
Для підвищення зносостійкості і довговічності шатунних і корінних шийок їх гартують струмами високої частоти (т. В. Ч), після чого шліфують і полірують. Перехід від шийок до щік, званий жолобником, роблять плавним, щоб уникнути концентрації напружень і можливих поломок колінчастого валу. Для підвищення жорсткості і надійності колінчатих валів застосовують перекриття шийок, що характеризується величиною А (рис.7, б). Розміри шийок колінчастих валів наступні: у двигуна автомобіля ГАЗ-53А діаметр шатунной шийки дорівнює 60 мм, а корінний 70 мм; у двигуна автомобіля КамАЗ-5320 діаметр шатунной шийки дорівнює 80 мм, а корінний 95 мм.
Колінчастий вал дизеля ЯМЗ-236 (рис.7, б) має три шатунні шийки 3, розташовані під кутом 120 °, і чотири корінні шийки 7. На колінчастому валу встановлено сім противаг, а восьмий відлитий у вигляді припливу разом з маховиком. Установка на колінчастому валу, крім основних противаг, двох виносних покращує урівноваження моментів сил інерції, що виникають при роботі двигуна, так як чергування однойменних тактів при порядку роботи 1-4-2-5-3-6 відбувається нерівномірно. Колінчасті вали дизелів ЯМЗ-236 і дизелів автомобілів КамАЗ не мають фланців для кріплення маховиків. Колінчасті вали більшості двигунів мають грязеуловітельние порожнини 2 в шатунних шийках для додаткової відцентрової очистки масла.
Як корінних підшипників для колінчастого вала застосовують тонкостінні вкладиші, виготовлені ізсталеалюміневой стрічки. У корінних вкладишів товщина стінки дуже мала (1,9-2,8 мм для карбюраторних двигунів і 3-6 мм для дизелів), тому після їх установки на місце форма внутрішнього отвору підшипника залежить тільки від точності розточення гнізда. На карбюраторних двигунах (автомобілів ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А і ЗІЛ-130) не застосовуються корінні тришарові вкладиші (сталева стрічка, мідно-нікелевий подслой і шар антифрикційного сплаву) через низький межі витривалості застосовувався антифрикционного шару. Тут використовують тільки двошарові вкладиші, добре / працюють в двигунах з великою кутовою швидкістю колінчастого вала і значними навантаженнями.
Широке використання високооловяністих сталеалюміневих вкладишів викликано тим, що вони мають підвищену втомної міцністю, хорошими протизадирними властивостями і корозійну стійкість, що підвищує надійність двигуна. Вкладиші корінних підшипників дизеля автомобіля КамАЗ-5320 тришарові, з робочим шаром з свинцювата бронзи. Вкладиші корінних підшипників дизеля ЯМЗ-236 і дизеля автомобіля КамАЗ-5320 невзаємозамінні, а двигунів автомобілів ГАЗ 24 "Волга" і ЗІЛ-130 відповідно взаємозамінні.
Внаслідок роботи зчеплення і косозубих шестерень механізму газоpacпределенія виникають сили, які прагнуть зрушити колінчатий вал уздовж осі. Тому один з корінних підшипників колінчастого вала роблять наполегливою, що сприймає осьові навантаження і утримує вал від зміщення. У двигунах автомобілів ГАЗ і ЗІЛ наполегливою є перший корінний підшипник.
Колінчастий вал 6 (рис.8, а) утримується від осьового зсуву двома сталевими нерухомими шайбами 11 і 10, встановленими з обох сторонпервого корінного подшіпніка.Переднюю шайбу 11 утримують від обертання штифти 8 і 15, один з яких запресований в блок 9 циліндрів, а інший в кришку 14 корінного підшипника. Задня шайба 10 має прямокутний виступ, що входить в паз кришки. Площиною, залитої бабітом, шайба 10 звернена до шліфувати паску щоки колінчастого вала, а шайба - до наполегливої сталевий шайбі 16, встановленої на шпонке 12 між торцем передньої корінний шийки колінчастого вала і розподільної шестернею 17.
Рис.8. Ущільнення колінчастого вала:
а - завзятий підшипник і ущільнення переднього кінця вала; б - ущільнення заднього кінця вала; 1 - самоподжимной сальник; 2 - пилеотражатель; 3 - шків приводу водяного насоса, вентилятора і генератора; 4 - маточина; 5 - храповик; б - колінчастий вал; 7 - кришка розподільних шестерень; 8і 15 - штифти; 9 - блок циліндрів; 10 - задня нерухома шайба; 11 - передня нерухома шайба; 12 - шпонка; 13 - вкладиш; 14 - кришка корінного підшипника; 16 - наполеглива обертається шайба; 17 - розподільна шестерня; 18 - маслоотражатель; 19 - маслоотражательних гребінь; 20 - болт кріплення маховика; 21 - маслосгонная накатка; 22 - шарикопідшипник вала зчеплення; 23 - фланець; 24 - сальник; 25 - тримач сальника; 26 - маховик
На передньому кінці колінчастого вала крім шестерні 17 розташовані маслоотражатель 18, маточина 4 шківа 3 приводу водяного насоса, вентилятора і генератора. У торець колінчастого вала ввернуть храповик 5, службовець для пуску двигуна за допомогою пускової рукоятки і утримує від зсуву деталі, встановлені на кінці валу. Передній кінець колінчастого вала ущільнений самоподжимной гумовим сальником 1, розташованим в кришці 7 розподільних шестерень, і маслоотражателем 18. Масло не може потрапити на сальник, так як він захищений спеціальним корпусом з відігнутими краями. На маточину шківа напрессован пилеотражатель 2, захищає сальник від пилу і піску.
Ущільнення заднього кінця колінчастого вала 6 (рис.8, б) складається з сальника 24маслосгонной накатки 21 і маслоотражательного гребеня 19.
Сальник 24 являє собою азбестовий шнур, просочений антифрикційним складом і покритий графітом. Сальник складається з двох половин "поміщених в канавки блоку 9 циліндрів і в утримувач 25 сальника, прикрутити до блоку. В задній торець колінчастого вала запресований шарикопідшипник 22 вала зчеплення. Фланець 23, відштампований як одне ціле з колінчастим валом, служить для кріплення маховика 26 болтами 20 - виготовленими з високоякісної сталі. Передні і задні кінці колінчастих валів дизелів і двигунів автомобілів "Жигулі", "Москвич" ретельно ущільнюють самоподжимной сальниками і маслоотражатель.
Від осьового зсуву колінчаті вали дизеля ЯМЗ-236 і дизеля автомобіля КамАЗ-5320 утримуються двома парами наполегливих півкілець, виготовлених з бронзи (дизель ЯМЗ-236) або з сталеалюмінію (дизель автомобіля КамАЗ-5320) і встановлених в виточках задньої корінний опори. Верхні півкільця укріплені до торців блоку циліндрів, а нижні мають виступи для фіксації їх в кришці заднього корінного підшипника.
Маховик. Для накопичення енергії протягом робочого ходу, вращеніяколенчатого вала під час допоміжних тактів, зменшення нерівномірності обертання валу, згладжування моменту переходу деталей кривошипно-шатунного механізму через мертві точки, полегшення пуску двигуна і рушання автомобіля з місця служить маховик. При пуску двигуна в циліндрах відбуваються спалахи робочої суміші і маховик забезпечує обертання колінчастого вала від кінця робочого ходу в одному циліндрі до його початку в наступному циліндрі відповідно до порядку роботи двигуна.
Маховик відливають з сірого чавуну; на ободі маховика для збільшення моменту інерції у своєму розпорядженні основну масу металу. На обід маховика напресовують або надягають зубчастий вінець, необхідний для обертання колінчастого вала при пуску двигуна стартером. Вінець кріплять болтами. Поверхня маховика, що стикається з веденим диском зчеплення, шліфують і полірують.
На обід або торці маховика є мітки, що дозволяють встановити поршень першого циліндра в ст. м. т. Колінчастий вал в зборі з маховиком і зчепленням піддають динамічної та статичної балансуванню, щоб неврівноважені сили інерції не викликали вібрації двигуна і сильного зносу корінних підшипників. Зазвичай маховик кріплять до фланця колінчастого вала болтами, які піддають термічній обробці і шліфуванню. Корончаті гайки, навернені на ці болти, ретельно шплинтуют. Одне з кріпильних отворів на маховику і у фланці зміщене по окружності на кілька градусів (2 ° у двигунів автомобіля ЗІЛ-130), що забезпечує точне сполучення маховика і колінчастого вала, якщо їх чомусь розбирали.
У дизеля ЯМЗ-236 і дизеля автомобіля КамАЗ-5320 маховик кріплять болтами, які вкручують безпосередньо в колінчастий вал. В цьому випадку маховик точно фіксують щодо шийок колінчастого вала двома шрифтами 16 (див. Рис.30).