Условия работы коренных подшипников двигателя

Вал коленчатый: основа поршневого двигателя

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания используется деталь, преобразующая возвратно-поступательное движение во вращательное — коленчатый вал. О том, что такое коленчатый вал двигателя, каких типов он бывает и как устроен, а также о правильном выборе и замене этой детали — читайте в статье.

Что такое коленчатый вал?

Вал коленчатый — деталь кривошипно-шатунного механизма (КШМ) поршневого двигателя внутреннего сгорания всех типов; вал коленчатой конструкции, обеспечивающий преобразование возвратно-поступательного движения поршней и шатунов во вращательное движение связанных с ним деталей силового агрегата и трансмиссии.

Именно коленчатый вал составляет основу КШМ любого поршневого мотора внутреннего сгорания, на него возложен целый ряд функций:

• Преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное, которое обеспечивает привод всех остальных агрегатов;
• Обеспечение центровки и правильного положения деталей поршневой группы в цилиндрах;
• Смазка шарнирных соединений кривошипно-шатунного механизма — подача масла на коренные и шатунные шейки, а через них по шатунам к поршням. Также вращение вала приводит к образованию масляного тумана в картере;
• Привод навесных агрегатов двигателя и трансмиссии — передача крутящего момента на моховик и далее на коробку передач, привод газораспределительного механизма, водяного насоса, генератора, вентилятора, компрессора и т.д.

От состояния и условий работы коленвала во многом зависят не только параметры всего силового агрегата, но и сама возможность его функционирования. Поэтому коленчатому валу уделяется самое серьезное внимание, а при его неисправностях без промедлений выполняется ремонт или полная замена. Но прежде, чем приобретать новый коленвал, следует разобраться в конструкции, характеристиках и особенностях этой детали мотора.

Типы, конструкция и характеристики коленчатых валов

В настоящее время на двигателях и в иных поршневых машинах используется два типа коленчатых валов:

• Цельные (неразборные);
• Составные (сборно-разборные).

Детали первого типа изготавливаются из одной металлической заготовки, все детали формируются на валу в процессе тех или иных операций механической обработки. Составные валы изготавливаются из нескольких деталей, которые в случае необходимости можно снять и заменить.

Любой вал, независимо от типа, назначения и особенностей, имеет принципиально одинаковое устройство. В общем случае вал разделен на несколько деталей:

• Коренные шейки — части вала, составляющие его продольную ось, коренными шейками вал опирается на блок двигателя. Монтаж вала в блок осуществляется через расположенные на коренных шейках вкладыши (подшипники скольжения);
• Шатунные шейки — детали, выступающие в качестве опор для установки шатунов. Монтаж шатунов на вал осуществляется через расположенные на шатунных шейках вкладыши;
• Щеки — поперечные детали, связывающие коренные шейки с шатунными. От длины щек зависит ход поршня в цилиндре и, соответственно, развиваемый двигателем крутящий момент;
• Противовесы (не во всех валах) — продолжение щек с их обратной стороны. Это грузы, уравновешивающие силы инерции, которые возникают при движении шатунных шеек и шатунов. Противовесы снижают дисбаланс вала, обеспечивая устранение биений и разгрузку деталей КШМ;
• Носок (передняя выходная часть вала) — деталь, выходящая за пределы блока двигателя со стороны первого цилиндра, предназначенная для монтажа шестерни или зубчатого колеса привода ГРМ, а также шестерни или шкива привода навесных агрегатов двигателя;
• Хвостовик (задняя выходная часть вала) — деталь, выходящая за пределы блока силового агрегата со стороны последнего цилиндра (а точнее — со стороны передачи крутящего момента на агрегаты трансмиссии), обычно она выполнена в виде фланца для монтажа маховика, здесь же может располагаться шестерня привода ГРМ.

Основу вала составляют коренные шейки, а щеки вместе с шатунными шейками образуют так называемые колена — их количество соответствует числу используемых в двигателе поршней/цилиндров. Переход шеек на щеки выполняется с радиусом, что обеспечивает высокую прочность этих частей, которые в процессе работы подвергаются наибольшим нагрузкам. В шейках выполняются косые или прямые каналы для подачи смазочного материала, выходы каналов располагаются в центральных частях коренных и шатунных шеек. Выход масла из шеек обеспечивает смазку расположенных на них вкладышей (подшипников скольжения). Сверления могут закрываться пробками, образующиеся полости обеспечивают дополнительную очистку масла — механические загрязнения оседают на внутренних стенках сверлений и пробок под действием возникающих при вращении вала центробежных сил. Также на валу выполняются посадочные места под монтаж зубчатых колес и/или шкивов — обычно выбираются пазы под шпонки, иногда выполняются шлицы. В торцах носка и фланца на хвостовике вала выполняются отверстия с резьбой для вворачивания болтов. Наконец, на некоторых валах нарезаются несъемные шестерни для привода агрегатов.

Составные валы имеют чуть более сложную конструкцию. Их основу составляют щеки, объединенные с противовесами (зачастую это просто круглые стальные детали), в центральную часть которых запрессовываются коренные шейки, а в периферийные — шатунные. Вал в сборе обычно устанавливается в картер двигателя на подшипниках качения. Сборно-разборные валы наиболее часто применяются на малоцилиндровых (не более двух цилиндров) и малообъемных силовых агрегатах мототехники.

Коленчатые валы производятся из различных марок углеродистых и легированных сталей, а также из чугуна повышенной прочности. Цельные детали изготавливаются ковкой (объемной штамповкой) из литых заготовок с помощью штампов на специальных прессах, одна заготовка проходит несколько операций штамповки, а затем начистую обрабатывается на токарных, фрезерных и других металлорежущих станках. Поверхность шатунных и коренных шеек может подвергаться цементации или закалке для повышения их прочности и износостойкости. Составные валы изготавливаются из точеных или штампованных заготовок, которые собираются в единую конструкцию.

Коленчатый вал устанавливается в блоке силового агрегата на посадочные поверхности или съемную постель через коренные подшипники, его фиксация осуществляется устанавливаемыми сверху крышками коренных подшипников (в народе — бугелями). Смещения вала в осевом направлении предотвращаются упорными кольцами, расположенными у одной или нескольких коренных шеек. Носок и хвостовик вала выходят из блока двигателя через сальниковые уплотнители. На носок посредством шпонки монтируется шестерня привода ГРМ и посредством болта — шкив привода агрегатов. На хвостовик с помощью болтов устанавливается маховик.

Как правильно выбрать, отремонтировать и поменять коленчатый вал

Коленвал в процессе работы двигателя подвергается высоким скручивающим и изгибающим механическим нагрузкам, а также интенсивному износу, тепловым нагрузкам и воздействию агрессивных сред (отработавших газов, загрязнений масла и т.д.). Поэтому со временем данная деталь изнашивается, деформируется и теряет свои качества, а в отдельных случаях износ и деформации могут приводить к полной потере валом возможности нормально выполнять свои функции. В этом случае вал должен быть демонтирован с мотора, подвергнут дефектации, и в случае надобности отремонтирован или заменен.

На замену следует использовать только ту деталь, которая была установлена в двигатель производителем, либо ее допустимый аналог (например, с другой модификации двигателя). Также вместе с валом необходимо приобретать комплект новых вкладышей (шатунных и коренных) и сальников.

Замена коленвала должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту данного конкретного двигателя. Демонтаж вала выполняется на снятом с автомобиля моторе, так как доступ к детали возможен только снизу. Для снятия вала необходимо демонтировать крышки шатунов и коренных подшипников, маховик, упорные кольца, затем вал вынимается из блока и подвергается осмотру. Если на детали обнаружены трещины и сколы, а также глубокие царапины и риски на прилегающих к сальникам поверхностям, то она подлежит замене. Новый коленвал должен устанавливаться и при недопустимом износе шатунных и коренных шеек (когда выбраны все ремонтные размеры вкладышей), и при недопустимых деформациях в одной или обеих плоскостях.

Если коленвал подвергается ремонту, то предварительно его необходимо очистить от загрязнений и промыть (особенно тщательно промыть сверления в шейках, так как в них скапливается грязь), а затем выполнять те или иные операции. Если же устанавливается новый коленвал, то должны использоваться новые вкладыши и сальники.

После замены коленчатого вала двигатель нуждается в обкатке, обычно для обкатки достаточно 2000-2500 км пробега. Во время обкатки двигатель должен работать на щадящих режимах без резкого увеличения и сброса оборотов. В дальнейшем вал нуждается в регламентном обслуживании — осмотре, очистке сверлений, замене вкладышей и т.д. При верном выборе и замене коленвала, а также при соблюдении рекомендаций по обкатке двигатель после ремонта будет работать надежно на всех режимах.

КАМАЗ / ЗАПЧАСТИ КАМАЗ ДВИГАТЕЛИ КАМАЗ ЕВРО 2

Продажа двигателей и запчастей камаз

Warning: mysqli_error() expects parameter 1 to be mysqli, resource given in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1927
ОШИБКА! MySQL пишет: — 1927

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1933

Warning: mysqli_error() expects parameter 1 to be mysqli, resource given in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1938
ОШИБКА! MySQL пишет: — 1938

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1942

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1947

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1958

Коренные подшипники двигателя

Устройство коренных подшипников

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

Подшипники скольжения представляют собой взаимозаменяемые вкладыши, которые конструктивно мало отличаются от вкладышей шатунных подшипников. Для большинства двигателей их изготавливают из облуженной сталеалюминие-вой ленты. Толщина слоя алюминиевого сплава 0,5. 0,9 мм, олова 0,003. 0,009 мм. Вкладыши коренных подшипников дизеля КамАЗ-740 тоже трехслойные, но в качестве рабочего слоя применена свинцовистая бронза. 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 делают канавки, соединяющиеся с отверстием. Канавки служат для подвода масла через наклонный канал в щеке коленчатого вала к соответствующему шатунному подшипнику. Верхний вкладыш каждого коренного подшипника вставляют в гнездо стенки или 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 предотвращаются благодаря натягу и усикам, которые входят в специально сделанные клиновые пазы в постелях блок-картера и крышках коренных подшипников.

Нижние крышки прикрепляют к блок-картеру болтами или шпильками с гайками. Гайки шпилек шплинтуют замковыми шайбами или проволокой. Нижние крышки невзаимозаменяемые. Радиальный зазор между вкладышами коренного подшипника и шейкой коленчатого вала у дизеля СМД-60 колеблется в пределах 0,100. 0,156 мм, а у карбюраторного двигателя ЗИЛ-130—0,026. 0,065 мм. Коленчатые валы изготовляют двух, а иногда трех производственных номинальных размеров. Соответственно этим размерам комплектуют вкладыши шатунных и коренных подшипников.

В подшипниках качения потери на трение значительно меньше, чем в подшипниках скольжения, но их применение в многоцилиндровых двигателях, имеющих несколько опор, усложняет конструкцию двигателя. На двигателе ЯМЗ-240БМ и его модификациях коренными подшипниками коленчатого вала служат роликовые подшипники качения. Постель для коренных подшипников выполнена в семи перегородках нижней части блок-картера. В них запрессованы наружные кольца роликовых подшипников, которые удерживаются от осевых перемещений стопорными кольцами (внутренние кольца отсутствуют). Ролики катятся непосредственно по беговым дорожкам на коренных шейках. Внутри коленчатого вала имеются каналы и полости, по которым масло подается к шатунным шейкам. В полостях шатунных шеек происходит центробежная очистка масла.

В двигателе П-10УД и его модификациях в качестве коренных подшипников коленчатого вала применяют подшипники качения.

Основной подшипник — Main bearing

В поршневом двигателе , что основные подшипники являются подшипниками , которые держат коленчатый вал на месте и позволяют ему вращаться внутри блока двигателя .

Коренные подшипники обычно представляют собой подшипники скольжения или опорные подшипники , удерживаемые на месте блоком двигателя и крышками подшипников. Количество коренных подшипников на двигатель варьируется от двигателя к двигателю, часто в соответствии с силами, создаваемыми работой двигателя.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Количество коренных подшипников
• 2 крышки подшипников
  • 2.1 4-х болтовый главный
    • 2.1.1 Примеры двигателей с коренными подшипниками на 4 болта
  • 2.2 6-болтовой основной
    • 2.2.1 Примеры двигателей с коренными подшипниками на 6 болтов
• 3 См. Также
• 4 ссылки

Количество коренных подшипников

Количество коренных подшипников в первую очередь определяется общим коэффициентом нагрузки и максимальной частотой вращения двигателя. Увеличение количества подшипников в двигателе обычно увеличивает размер и стоимость двигателя, но также снижает напряжение изгиба и прогиб, вызванные расстоянием от шатунов кривошипа до ближайших подшипников.

Большинство двигателей имеют как минимум два коренных подшипника — по одному на каждом конце коленчатого вала. Вдоль коленчатого вала может быть расположен дополнительный подшипник, иногда по одному подшипнику на шейку кривошипа , как это используется во многих современных дизельных двигателях и бензиновых двигателях, рассчитанных на высокие обороты.

Некоторые небольшие одноцилиндровые двигатели имеют только один коренной подшипник, и в этом случае он должен выдерживать изгибающий момент, создаваемый расстоянием смещения от шатуна до коренного подшипника.

При описании конструкции коленчатого вала обычно указывается количество коренных подшипников, так как количество шатунов определяется компоновкой цилиндра. Например, двигатель Toyota VZ V6 описывается как имеющий «коленчатый вал с четырьмя подшипниками», а рядный шестицилиндровый двигатель Jaguar XK6 имеет «коленчатый вал с семью подшипниками».

Крышки подшипников

Нижняя половина коренных подшипников обычно удерживается на месте «крышками подшипников», которые крепятся к блоку двигателя с помощью болтов. Базовая конфигурация заключается в том, что каждая крышка подшипника имеет два болта, но некоторые двигатели могут иметь четыре или шесть болтов на крышку подшипника (часто называемые двигателями с четырьмя болтами или шестью болтами). Дополнительные болты увеличивают прочность, позволяя двигателю выдерживать более высокую выходную мощность или число оборотов в минуту.

4 болта основные

Первым автомобильным двигателем, в котором использовались основные подшипники с четырьмя болтами, был V12 Maybach Zeppelin 1928 года, в котором они использовались на трех из восьми основных подшипников.

Примеры двигателей с коренными подшипниками на 4 болта

• Международный харвестер IDI
• Двигатели Ford Modular V8
• Биг-блочный двигатель Chevrolet
• 8.1 Вортек
• Двигатель Navistar VT (Maxxforce 7) / двигатель Ford Power Stroke 6.4
• Двигатель Navistar VT 365 / двигательFord Power Stroke 6.0
• Двигатель Navistar T444E / двигательFord Power Stroke 7,3

6 болтов

Типичная конструкция главного подшипника с шестью болтами состоит из четырех вертикальных болтов (по два с каждой стороны коленчатого вала) снизу, проходящих в блок, и двух поперечных болтов, выходящих из левой и правой боковых направляющих поддона в сторону основные заглушки для обеспечения дополнительной поперечной прочности.

Коренные подшипники коленчатых валов

Верхний и нижний коленчатые валы дизеля 10Д100 работают (каж­дый) на двенадцати коренных подшипниках, из которых одиннадцать являются опорными, а один упорным. Коренной опорный подшип­ник как верхнего, так и нижнего валов сотоит из двух неодинаковых вкладышей — бесканавочных и двух одинаковых канавочных. В 11-м (упорном) подшипнике вкладыши также неодинаковы. Вкладыши, расположенные в крышках, бесканавочные и буртов не имеют, вкла­дыши, установленные в опорах, канавочные и имеют бурты для упо­ра. К буртам по канавкам подводится смазка для уменьшения износа.

Конструкция вкладышей упорного подшипника была изменена для создания возможности контроля щупом зазора, «на масло» и в 11-м подшипнике и определения ступенчатости между 10—11 и 12-й опо­рами. Это стало возможным, когда на одном из вкладышей (крышеч­ном) убрали бурты. Упорный подшипник препятствует перемещению коленчатого вала в сторону шестерен вертикальной передачи, обеспе­чивая нормальную их работу (зацепление). Верхний коленчатый вал лежит на вкладышах, расположенных в опорах блока, а крышки под­шипников прикреплены к блоку двумя шпильками. Нижний же ко­ленчатый вал опирается на вкладыши, расположенные в крышках подшипников, каждая из которых прикреплена к блоку дизеля снизу двумя болтами.

Крышки коренных подшипников изготовляют штамповкой из ста­ли марки 38ХС и подвергают термической обработке (нормализуют). После механической обработки в условиях завода крышки растачива­ют совместно с блоком. При замене крышки в депо плоскости ее, со­прикасающиеся с блоком дизеля, тщательно подгоняют шабровкой. Крышка фиксируется боковыми плоскостями. При посадке крышки между фиксирующими плоскостями и местом опоры в блоке должен

быть натяг 0,03—0,1 мм. Опорные поверхности в крышке и блоке подгоняют по краске. С правой стороны крышки, если смотреть со стороны генератора, запрессован штифт, предназначенный для цент­ровки крышки в блоке. В крышке имеются два отверстия, через кото­рые проходят болты или шпильки, прикрепляющие ее к блоку дизеля. Учитывая напряженную работу шпилек и болтов, к их изготовлению предъявляют повышенные требования. Шпильки изготовляют из ста­ли 38ХС, а болты — из стали 18Х2Н4ВА. Шпильки и болты подверга­ют термической обработке, полируют, проверяют магнитным дефек­тоскопом. В зависимости от несущей нагрузки вкладыши коренных подшипников условно делят на рабочие и нерабочие. Рабочие вкла­дыши воспринимают нагрузку от давления газов, силы инерции воз­вратно-поступательно движущихся частей и центробежной силы вра­щающихся масс. На нерабочие вкладыши действуют частично силы инерции и центробежные силы. Вследствие разных нагрузок рабочие вкладыши изнашиваются более интенсивно, чем нерабочие. К рабо­чим относятся все вкладыши коренных подшипников, расположен­ные в крышках подшипников, к нерабочим—те, которые расположе­ны в блоке дизеля.

Рабочие подшипники верхнего коленчатого вала условно обознача­ют ВГ (верх гора), нерабочие ВД (верх дно); нижнего вала рабочие НД (низ дно), нерабочие НГ (низ гора). Бесканавочные опорные вкладыши верхнего и нижнего валов (рис. 3.22) отличаются конструктивно друг от друга. Смазка к подшипнику верхнего вала из магистрали по трубке, через отверстия в крышке поступает в канавку 3, из нее через отвер­стия 2 в карманы 1, где подхватывается лейкой вала и переносится на трущуюся поверхность вкладыша. Ширина и глубина карманов одина­ковы с канавкой нерабочего канавочного вкладыша, и они в торцевой части соединены. Поэтому масло из кармана 1 непрерывно поступает в кольцевую канавку канавочного вкладыша, и часть его идет на смазку трущейся поверхности. Смазка к коренному подшипнику нижнего вала подводится из магистрали по трубке в отверстие в опоре нижнего под­шипника и через радиальное отверстие в центре канавочного вклады­ша поступает в кольцевую канавку вкладыша. Из кольцевой канавки масло направляется в карман 1 бесканавочного вкладыша, а оттуда на трущуюся поверхность. Подача масла от коренного верхнего и нижне­го подшипников на поверхность трения шатунного подшипника обес-

а= 1°45

Место клейменения
№ плавки, н

толщина вкладыша и товарный знак завода

Рис. 3.22. Коренные бесканавочные вкладыши верхнего и нижнего

коленчатых валов дизеля 10Д100:

а — верхнего; б — нижнего; 1 — карман; 2 — отверстия; 3 — канавка; 4 —

отверстие под штифт

Г

печивается через два отверстия в шатунной шейке, которые соединены каналами, идущими от смежных коренных шеек вала. Смазка к опор­но-упорным подшипникам подводится так же, как и к опорным. Кор­пус вкладышей отливают из бронзы ОЦС 3-12-5 или ОЦС 5-5-5 и зали­вают баббитом, исходными материалами которого являются баббиты БК2, БК2Ш, около 30 и 70 % переплава баббитовой стружки, получае­мой при обработке вкладышей. Химический состав баббита после за­ливки должен соответствовать техническим условиям Д100 ТУШ. Вкла­дыши заливают центробежным способом при частоте вращения шпин­деля 680 ± 20 об/мин, температуре сплава 530—550 °С. Твердость сплава НВ 13—23, условное обозначение Б2. По толщине вкладыши изготов­ляют по градационным размерам, которых предусмотрено семь. Тол­щина вкладыша нулевого градационного размера 19 мм, а каждого пос­ледующего увеличивается на 0,25 мм. Таким образом, толщина вкла­дыша седьмого градационного размера будет 20,75 мм. Толщина вкла­дыша увеличивается за счет толщины корпуса, толщина заливки баб­бита при всех градационных размерах остается постоянной и состав­ляет 0,5 ± 0,2 мм.

Изготовление вкладышей по градационным размерам вызвано тем, что обработка шеек валов производится также по градационным раз­мерам, при этом на каждую градацию диаметр уменьшается на 0,5 мм. Торцы обоих вкладышей возвышаются относительно постелей при прижатии их к постелям усилием в 2 тс. Этот припуск (натяг) обеспе­чивает плотную посадку вкладышей в постели после сборки подшип­ников. Недостаточный натяг может привести к срезу стопорных штиф­тов и повороту вкладышей; если при этом будут перекрыты отверстия для смазки, то может произойти разрушение вкладышей. Каждый вкла­дыш имеет свое клеймо, выбитое на боковом торце. На вкладышах коренных подшипников клейма выбиты со стороны управления. Для нижнего коленчатого вала вкладыш с клеймом Д относится к крышке коренного подшипника. Прокладки между торцами вкладышей не ста­вят, а поэтому зазор «на масло» между вкладышами и шейкой вала устанавливают путем подбора вкладышей.