Детали удерживающие коленчатый вал от осевого смещения

Автомобили

Фиксация вала от осевого смещения осуществляется в коренных опорах; смещения допускают в пределах всего 0,2 мм. Как правило, для фиксации используют только одну из коренных опор, с тем чтобы при тепловом расширении сохранялась возможность перемещения как самого вала, так и элементов остова двигателя. Такими являются либо крайние опоры (задняя — в дви-
гателях ЯМЗ-236, СМД-62, А-41Т, Д-240, ВАЗ; у носка вала —во •всех двигателях ЗМЗ и ЗИЛ-130), либо средняя опора (двигатели Д-260Т, Д-144). При косозубом шестеренчатом или цепном приводе кулачкового вала газораспределения для фиксации вала рекомендуется использовать переднюю коренную опору.
На рис. 2.31 показана типичная фиксация вала для двигателей ЗМЗ и других, когда используют переднюю коренную опору.’ Осевое перемещение вала воспринимается здесь двумя упорными шайбами 5 и Ц изготовленными из листовой стали с нанесенным’ на одну их сторону антифрикционным слоем. Передняя шайба 6 подшипниковой стороной обращёна к упорной стальной шайбе 7, посаженной на шпонке 8 и зажатой между распределительной шестернёй 9 и торцом первой коренной шейки вала. Стальная полированная шайба, опираясь на подшипниковый слой шайбы 6, ограничивает перемещение вала назад. Задняя шайба 5 подшипниковой стороной обращена в технологическому отшлифованному •буртику передней щеки и ограничивает перемещение вала вперед. От проворачивания шайбу 6 удерживают двумя штифтами 4, запрессованными в стенку блока и крышку переднего коренного "подшипника, а шайба 5 — выступом (зубом), который входит в паз, сделанный на крышке 10 коренного подшипника. Величину-осевого перемещения выдерживают в пределах 0,075—0,175 мм за счет подбора толщины передней шайбы 6.
При фиксации коленчатого вала с использованием средней или задней коренной опоры применяют не шайбы, а полукольца 15, которые устанавливают на штифтах (рис. 2.32, г).
Уплотнение вала автомобильных и тракторных двигателей на выходе из ‘картера должно быть особенно надежно, иначе возможна как утечка масла из -поддона, так ,и проникновение -пыли в картер-ную полость двигателя. Утечка масла повышает его расход, но опасно и проникновение пыли, вызывающей абразивный износ трущихся деталей кривошипно-шатунного механизма.
‘Коленчатый вал уплотняют с помощью различных сальников, а также масло- и пылеотражающих устройств. Уплотнение носка вала двигателя ЗМЗ-66 I(«рис. 2.31, а) состоит из самоподжимного резинового сальника 13, который вмонтирован .в штампованный ободок, выполненный за одно целое с деталью, образующей маслоот-водный кольцевой желобок, и вместе с ним запрессован в гнездо крышки 3 распределительных шестерен. Чтобы уменьшить приток масла к сальнику /3, «роме приданного ему маслоотводного желобка на крышку 3 напрессовывают еще одну штампованную деталь, образующую второй маслоотводной кольцевой желобок 12, а на вал устанавливают штампованную маслоотражающую шайбу 11, вращающуюся .вместе с последним. Маслоотражатель, состоящий из фасонной шайбы 11 и желобка 12, обеспечивает первичную стадию отвода масла от носка вала. С внешней стороны отверстие в крышке 3, через которое проходит носок вала, защищено штампованным пылеотражателем 14, напрееованным на ступицу 1 и вращающимся вместе со шкивом 16 привода вентилятора. Пылеотра-
13 от излишнего притока к нему масла применяют во многих конструкциях (двигатели Д-240, ЗИЛ-130, ЯМЗ-238Н и др.).
Для уплотнения заднего конца коленчатого вала — хвостовика применяют сальники 3 из прографиченного асбестового шнура (рис. 2.32, а), (который укладывают в канавки, .прорезанные в блоке цилиндров и в крышке коренного подшипника или в специальном отдельном сальникодержателе, которым снабжают двигатель. Поскольку разъем картера в (рассматриваемом двигателе расположен ниже оси коленчатого вала, то сальникодержатель 4 имеет еще дополнительные боковые .резиновые уплотнения 5, предотвращающие утечку масла через его вертикальный стык.
Надежное уплотнение заднего конца .вала обеспечивают также совместным действием маслоотражательного буртика 9 с масло-сгонной нарезкой 10, которую успешно применяют как самостоятельное устройство или в сочетании с прографиченными сальниками. Маслосгонная нарезка представляет собой спиральную канавку, содержащую всего два-три полных витка, обеспечивающих отвод масла в сторону картера (например, .по каналу 2). На коленчатых валах автомобильных и тракторных двигателей такую нарезку делают правой (если смотреть со стороны носка вала) . Наиболее распространены уплотнения, состоящие из резинового самоподжимного сальника, маслоотражателя и маслоотводной канавки, как, например, в двигателях КамАЗ-740, СМД-62, Д-144 и др. Во всех случаях масло полностью возвращают в поддон картера двигателя.
Схемы компоновок коленчатого вала выбирают так чтобы вне зависимости от тактности двигателя, числа и расположения цилиндров обеспечивалось равномерное чередование рабочих ходов. Так, в однорядных двигателях колена вала, равноотстоящие от его. середины (от оси симметрии), располагают с этой целью в одной плоскости, т. е. придают им 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 можро дальше. Типичные схемы компоновок коленчатых валов четырехтактных двигателей и предпочтительный для них порядок работы приведены в табл. 2.1.
В четырехцилиндровых двигателях рабочие ходы чередуются через интервалы, равные 720э/4= 180°. В -рядных двигателях этому 1 условию удовлетворяет коленчатый вал, колена которого попарно расположены в одной плоскости — два крайних повернуты на 180° J относительно двух* средних, поэтому при вращении вала поршни крайних (первого и четвертого) и средних (второго и третьего) цилиндров имеют встречное движение, облегчая уравновешивание двигателя. Последовательность чередования тактов в цилиндрах такого двигателя приведена в табл. 2.2.
В шестицилиндровых двигателях чередование рабочих ходов составляет 720°/6= 120° угла поворота коленчатого вала, а угол смещения колен у вала равен 120° как для однорядного, так и для двухрядного расположения цилиндров. При однорядном расположении цилиндров первые три колена вала смещаются относительно друг друга на 120°, а последующие три имеют зеркальное с ними расположение. Следовательно, одинаковое направление имеют: шестое с первым, пятое со вторым и четвертое с третьим коленами. Возможные комбинации из трех этих пар колен обеспечивают два
Таблица различных варианта их расположения, причем каждый из них обеспечивает четыре порядка работы цилиндров с равномерным чередованием рабочих ходов. Однако для практического использования принимают наивыгоднейший, представленный в табл. 2.3.
В практике применяют также V-образные шестицилиндровые двигатели с расположением кривошипов под (углом 120°, а осей цилиндров под 90° (см. схему 6—V, табл. 2.1). Такие двигатели компактнее соответствующих рядных, но рабочие ходы в них чередуются через 90 >и 150°, т. е. неравномерно. Поэтому предпочтительны с этой точки зрения двигатели V-6, б которых смещение кривошипов и расположение осей цилиндров составляют 60°.
Для восьмицилиндровых двигателей равномерное чередование рабочих ходов соответствует 720°/8=90° угла поворота вала. В од-. норядных двигателях такого чередования рабочих ходов достигают путем смещения одной группы из 4 кривошипов относительно другой на угол 90°. Коленчатый вал имеет при этом форму, соответствующую двум коленчатым валам четырехцилиндровых двигателей, состыкованным между собой так, что кривошипы их имеют зеркальное расположение, показанное на схеме 8 — Р (см. табл. 2.1).
Современные автомобильные восьмицилиндровые двигатели строят двухрядными с расположением (Цилиндров под углом 90° и снабжают коленчатым валом с крестообразным несимметричным расположением кривошипов. При такой компоновке наряду с равномерным чередованием рабочих ходов легко достигается хорошее уравновешивание двигателя с помощью -противовесов.
В двенадцатицилиндровых V-образных двигателях применяют коленчатые валы, аналогичные с рядными шестицилиндровыми (см. схему 12—V, табл. 2.1), но каждый кривошип их несет, по два шатуна. Чтобы обеспечить равномерное, т. е. через каждые 60° угла поворота вала, чередование рабочих ходов, оси цилиндров в таком двигателе располагают под углом 60°.
Гасители крутильных колебаний (демпферы) служат для уменьшения возникающих при работе двигателя упругих угловых колебаний. Сущность таких колебаний можно понять на примере упругого стержня неподвижно закрепленного с одной стороны и несущего массу на другой. Если далее свободный .конец стержня закрутить на некоторый угол и отпустить, то под действием своей упругости и: инерционности закрепленной на нем массы он будет совершать уг-

Читайте также:  Не дует печка в ноги приора

ловые колебания с определенной частотой (периодом). Стоит только к такой колеблющейся системе приложить .внешнюю силу, периодически действующую с той 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 прикладывают внешние силы, действующие периодически с частотой, зависящей от частоты вращения вала, тактности двигателя и числа цилиндров. При совпадении периода действия на вал какой-либо гармонической составляющей этих сил с периодом собственных его колебаний наступает резонанс. Частоту вращения вала, при которой возникают резонансные колебания, называют критической, т. е. опасной для прочности системы.
Если при расчете .вала на крутильные колебания резонанс гармоники какого-либо порядка, наступающий в рабочей зоне частоты вращения вала, окажется опасным для прочности вала, то изменяют динамическую систему вала путем изменения его жесткости. 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 устанавливают на носке вала или в непосредственной его близости, где угловые колебания имеют максимальную величину.
В автомобильных и тракторных двигателях применяют гасители внутреннего или молекулярного трения и жидкостного трения.
Наиболее простыми являются гасители молекулярного трения, известные под названием резиновых демпферов, основанные на том, что резина обладает большим внутренним трением и допускает значительные деформации. Свободная инерционная масса У, форму которой определяют по конструктивным соображениям, при-вулканнзирована в них слоем резины* 2 к штампованному фланцу Зу который жестко крепят к ступице шкива привода вентилятора (рис. 2.33, а). Крутильные колебания коленчатого вала вызывают колебательные движения массы 1 относительно носка вала: при нарастании угловой скорости вала инерционная масса 1 отстает", а с замедлением — она опережает движение вала. Вслед-
жидкостного трения (силиконовый) (

Читайте также:  Кросс обвес на ладу весту отзывы

Осевое перемещение – коленчатый вал

Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается ребордами внутренних обойм подшипников. [1]

Осевое перемещение коленчатого вала ограничивают первая ( ЗМЗ, МеМЗ), средняя ( Москвич-412) или задняя ( ВАЗ) коренная шейка вала. Их торцевые поверхности должны быть зеркально гладкими, без рисок и задиров. Необходимый зазор обеспечивается подбором толщины ограничительных шайб. [2]

Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в блоке цилиндров по обе стороны заднего коренного подшипника. [4]

Осевое перемещение коленчатого вала должно быть 0 05 – 0 30 мм. Перемещение замеряется щупом между шайбой коленчатого вала и передней шайбой упорного подшипника коленчатого вала; регулируется подбором задней шайбы упорного подшипника по толщине. [5]

Осевые перемещения коленчатого вала воспринимаются передним коренным подшипником посредством двух упорных шайб 3 и 4 ( фиг. [6]

Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными сталеалюминиевыми полукольцами. Они вставляются в гнезда блока цилиндров по обе стороны от среднего коренного подшипника. Полукольца изготавливаются двух размеров – нормального и увеличенного на 0 127 мм. [7]

Чем ограничивается осевое перемещение коленчатого вала . [9]

Проверяют щупом осевой зазор при осевом перемещении коленчатого вала . Зазор измеряют между шестерней коленчатого вала и передней шайбой упорного подшипника. Он должен быть в пределах 0 075 – 0 285 мм. Поворачивают блок цилиндров на стенде передней частью вверх и вставляют поршни в сборе с шатунами в цилиндры. Для сжатия поршневых колец применяют специальное приспособление ( рис. 80); затем устанавливают нижние крышки на шатунные болты, затягивают гайки динамометрическим ключом с моментом 100 – 115 Н – м ( 10 – 15 кгс-м) и шплинтуют их. После затяжки коренных и шатунных подшипников проверяют легкость вращения коленчатого вала. Устанавливают в блок распределительный вал с шестерней и фланцем в сборе. Вал следует устанавливать осторожно, не допуская повреждения кулачками втулок подшипников. При вводе в зацепление шестерен необходимо обеспечить совпадение меток. Затем болтами прикрепляют упорный фланец распределительного вала к блоку; надевают на конец коленчатого вала маслоотражатель, устанавливают крышку распределительных шестерен в сборе с сальником и прокладкой и прикрепляют ее болтами. Болты должны быть затянуты равномерно крест-накрест в два приема с моментом 20 – 30 Н – м ( 2 – 3 кгс-м); устанавливают и закрепляют на крышке распределительных шестерен датчик ограничителя числа оборотов двигателя, напрессовывают по шпонке шкив коленчатого вала до упора, ввертывают храповик со стопорной шайбой; устанавливают и закрепляют маслоприемник насоса, ставят упло-тнительную прокладку и привертывают болтами масляный картер; вилку выключения сцепления вставляют в картер и закрепляют ее болтами. Устанавливают крышку и щиток картера сцепления, крепят болтами и поворачивают на стенде блок цилиндров вверх. [11]

Осевой зазор между упорной поверхностью коленчатого вала и упорным вкладышем необходим для установления осевого перемещения коленчатого вала . Осевой зазор в галтелях упорного подшипника при установке нового вкладыша не должен превышать 0 1 – 0 15 мм. В эксплуатации допускается увеличение зазора до 0 4 мм, после чего напаивают торцы или заново заливают баббитом вкладыши подшипника. [13]

Между 9 – м ( выносным) и 10 – м ( смежным с ним) коренными подшипниками на торцах бугелей и подвесок укреплены полукольца упорного подшипника, которые ограничивают осевое перемещение коленчатого вала в сторону шестеренного привода. [14]

Коленчатый вал трехопорный, с двумя шатунными шейками. Осевые перемещения коленчатого вала ограничивают четыре полукольца второго коренного подшипника. [15]

Детали удерживающие коленчатый вал от осевого смещения

В эту группу входят коленча­тый вал, противовесы, маховик, распределительная шестерня, шкив, узел осевой фиксации вала, уплотняющие устройства (рис.8.). Коленчатый вал воспринимает усилия со сто­роны шатунов и трансформиру­ет их в крутящий момент, кото­рый используется потребителем.

Рис.8. Коленчатый вал:

1 — коренная шейка; 2 — шатунная шейка; 3 — щека; 4 — галтель; 5 — противовес

Читайте также:  Ниссан х трейл и мицубиси аутлендер сравнение

Основными элементами кон­струкции коленчатого вала являются:

– носок коленчатого вала, для крепления шкивов привода вспомогательных аг­регатов;

– коренные опоры (шейки), на которых вал установлен в опорах картера;

– шатунные шейки, к которым присоединяются нижние головки шатунов;

– щеки, соединяющие шатунные и коренные шейки и образующие кривошипы вала;

– противовесы, разгружающие коренные опоры от центробежных сил. Для уменьшения вибраций коленчатый вал динамически балансируют, высверливая металл в противовесах;

– хвостовик коленчатого вала для крепления маховика.

Изготовляют вал целиком из одной поковки (отливки) или собирают из отдельных колен (кривошипов), получая составной вал. Внутри вала имеется сеть масляных каналов, обеспечивающий подвод масла под давлением к трущимся частям вала (шатунным и коренным подшипникам), трение в подшипниках жидкостное, толщина масляной пленки 3—15 мкм.

К коленчатым валам предъявляются требования высокой изгибной и кру­тильной жесткости, высо­кой усталостной прочности и износостойкости трущих­ся поверхностей, статичес­кой и динамической урав­новешенности. Изготовля­ют валы из среднеуглеродистых или легированных сталей (сталь 45, 50Т, 18ХНВА, 40XНМА), а в ряде случаев — из высоко­прочного ковкого чугуна, модифицированного магни­ем. Износостойкость чугун­ных валов выше, чем сталь­ных. Они хорошо погло­щают энергию колебаний, однако их прочность при изгибе ниже. Шейки валов закаливают на глубину 3—4 мм. Все переходы в валах выполняют с галте­лями — это повышает уста­лостную прочность. Важ­ным показателем конструк­ции вала, характеризую­щим его жесткость, служит перекрытие шеек.

В рядных двигателях число шатунных шеек со­ответствует числу цилинд­ров, в V-образных двига­телях число шатунных шеек может быть меньше вдвое. Число коренных опор в рядных двигателях может быть на одну боль­ше, чем число цилиндров (полноопорный вал), или меньше числа цилиндров (неполноопорный вал). Ва­лы бывают плоские (все кривошипы лежат в одной плоскости) и неплоские (кривошипы лежат в раз­ных плоскостях).

Коленчатые валы в эксплуатации неоднократно подвергают ре­монтным воздействиям, перешлифовывают шатунные и коренные шейки под меньшие размеры, удаляя дефекты, вызванные износом. При этом жесткость вала уменьшается. Из-за отложений шлама в по­лостях масляных магистралей может нарушиться балансировка всего узла.

На носке коленчатого вала, как правило, устанавливаются шкив с помощью шпоночного соединения, а также распределительная шес­терня и маслоотражательная шайба. На хвостовом фланце крепится маховик (Рис.9.). Хвостовик имеет маслоотражающую накатку и уплотняющий сальник. Маховик крепится болтами.

Детали удерживающие коленчатый вал от осевого смещения

Рис. 9. Способы крепления маховика к коленчатому валу:

а — фланцевое крепление: б — крепление к торцу вала

При работе двигателя на машине на коленчатый вал могут дейст­вовать усилия вдоль его оси. Они возникают, например, при включе­нии или выключении сцепления, при наличии косозубых шестерен в приводах от вала. Под действием осевых сил вал может сместиться вдоль оси, что нежелательно из-за опасности возникновения повы­шенного трения в подшипниках или просто механического поврежде­ния вала. Для предотвращения осевых смещений используют фикси­рующие узлы (Рис 10.). Это могут быть упорные подшипники скольжения или неподвижные упорные кольца, установленные с обеих сторон одной из коренных опор (передней или задней), коленчатого вала, и подвижные упорные элементы самого вала — кольцевой поясок на щеке вала и стальная упорная шайба. При сборке узла обеспечивается зазор 0,1—0,2 мм во избежание защемления вала. Заднюю опору для фик­сации вала чаще используют в дизелях. В этих двигателях неподвиж­ные упорные элементы изготовляются в виде полуколец из бронзы, устанавливаются в гнезда коренной опоры и фиксируются штифтами. Соответственно вал имеет торцовые упорные элементы в виде поясков.

Детали удерживающие коленчатый вал от осевого смещения

Рис. 9.13. Способы фиксации коленчатого вала:

а —фиксация в передней опоре; б —фиксация в зад­ней опоре; 1 — упорные кольца.

Повышение усталостной прочности достигается комплексом мероприя­тий: конструктивных (увеличение перекрытия шеек, увеличение их диаметра, уменьшение действующих нагрузок путем уменьшения масс, вызывающих изгиб при вращении); технологических (обработка галтелей роликами большого радиуса и выполнение галтелей из не­скольких элементов разных радиусов, обработка их дробью, шлифо­вание элементов вала, зенковка и обжатие шариком отверстий, вы­ходящих на поверхность вала, а иногда и их полирование, улучшение качества металла заготовок). Перечисленный комплекс мероприятий позволяет избежать раннего развития микротрещин в валах и сущест­венно повысить срок их службы и не лимитировать долговечность дви­гателя.

Маховик – стальной диск, накапливающий энергию во время рабо­чего хода, необходимую для вывода поршней из «мертвых точек».

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Добавить комментарий

6 + двадцать =