Коленчатые валы и коренные подшипники

Коленчатый вал воспринимает через шатуны усилия, действующие на
поршни, и передает их механизмам трансмиссии. От него приводятся
в действие различные механизмы двигателя.

Коленчатый вал (рис. 61) состоит из следующих основных элемен-
тов:

а) коренных шеек /, которыми вал опирается на коренные подшип-
ники, расположенные в картере;

б) шатунных шеек 11,

в) щек 2 и 12, связывающих коренные и шатунные шейки; для
уменьшения концентрации напряжений места перехода шеек в щеки
выполнены в виде закруглений 13, называемых галтелями;

г) носка (переднего конца);

д) хвостовика (заднего конца).

При работе двигателя коленчатый вал нагружен периодически дей-
ствующими силами от давления газов и силами инерции возвратно-по-
ступательно движущихся и вращающихся частей. Эти силы вызывают
в элементах вала деформации изгиба, кручения и сжатия. Кроме того,
шейки вала подвергаются истиранию.

Коленчатые валы штампуют из высокоуглеродистой стали (СМД-60,
Д-240, ЯМЗ) или отливают из магниевого чугуна (ГАЭ-53 и 24Д).
Процесс изготовления литых чугунных валов проще и дешевле, чем
штампованных стальных. Все поверхности коленчатого вала, сопрягаю-
щиеся с другими деталями, подвергаются механической обработке,
причем с повышенной точностью обрабатываются шейки вала. У новых
валов овальность и конусность шеек не должны превышать 0,015 мм.

Рис. 61. Коленчатый вал дизеля Д-240: / — коренная шейка; 2 — щека; 3 —упорные полукольца; 4 — ннжннй вкладыш пятого коренного подшипника; 5 — маховик; 6 — маслоотражатель; 7 — установочный штнфт; 8 — болт крепления ма- ховика; 9 — зубчатый венец; 10 — верхний вкладыш пятого коренного подшипника:;/— шатунная шейка; 12— щека; 13 — галтель; 14 — противовес; 15 — болт крепления противовеса; 16 — замковая шайба; П — шестерня коленчатого вала; 18 — ведущая шестерня привода масляного насоса; 19 — упорная шайба; 20 — болт; 21 — шкив; 22 —канал подвода масла в полость шатунной шейки; 23 — пробка; 24 — полость в шатунной шейке; 25 — трубка для чистого масла.

У большинства двигателей на
переднем конце вала устанавли-
вается ведущая шестерня 35 при-
вода механизма газораспределе-
ния и других механизмов двига-
теля, а также храповик 3 для
проворачивания коленчатого ва-
ла, маслоотражательная шайба 5
и сальниковое уплотнение. За
задним коренным подшипником
на хвостовике коленчатого вала
имеется маелосгонная резьба
(спиральные витки) 41, которая
вместе с сальником 42 предотвра-
щает вытекание масла Из карте-
ра. У двигателя Д-160 масло-
сгонная резьба имеется и на пе-
реднем конце вала. Хвостовик ко-
ленчатого вала у многих двига-
телей оканчивается фланцем 19.

Продольные перемещения ко-
ленчатого вала ограничивают спе-
циальным устройством одного из
коренных подшипников или дру-
гим приспособлением. У двигате-
лей ЭИЛ'130, ЗМЗ-451, ГАЭ-53, ГАЗ-52 для ограничения продольных
перемещений коленчатого вала с обеих сторон первого коренного под-
шипника установлены стальные упорные шайбы 1 п 2 (рис. 63), каж-
дая из которых с одной стороны покрыта баббитом. Передняя упорная
шайба / баббитовой поверхностью обращена к стальной упорной шайбе
3, укрепленной при помощи шпонки 6 на валу и прижатой ведущей ше-
стерней 5 к торцу первой коренной шейки 4. Шайба 1 удерживается от
проворачивания двумя штифтами 7, запрессованными в основание пер-
вого коренного подшипника и в его крышку. Задняя упорная шайба 2
обращена баббитовой стороной к упорному бурту первой щеки вала и
удерживается от проворачивания выступом, входящим в прямоугольный
паз в торце крышки первого коренного подшипника. Осевой зазор опре-
деляется как разность длины первой коренной шейки и суммарного зна-
чения длины подшипника и толщины шайб 1 и 2.

В двигателях Д-50, СМД-60, А-41, А-01М и Д-240 продольные
перемещения коленчатого вала ограничиваются четырьмя полуколь-
цами 3 (см. рис. 61), изготовленными из сталеаЛюминиевой ленты и
установленными в проточках но торцам задней коренной опоры со-
вместного с вкладышами подшипника. Для этой же цели сталеалюмини-
евые полукольца установлены на третьей коренной опоре коленчатого
вала двигателя СМД-14. В двигателях ЯМЗ перемещение коленчатого
вала ограничивается бронзовыми кольцами, которые установлены в
выточки специального корпуса, прикрепленного к переднему торцу
блок-картера.

У большинства двигателей в коленчатом валу делаются сверления
для подвода смазочного масла к коренным и шатунным подшип-
никам.

Рис. 63. Первый коренной подшйпйик ко- ленчатого вала двигателей ГАЗ-52: / — передняя упорная шайба; 2 — задняя уйорная Шайба; 3 — упорная шайба коленчатого вала: 4 —первая коренная шейка кОлейчаТвМ вала; 5 — ведущая Шестерня; б — шиояка; ' — штяфт.

Коленчатые валы многих автотракторных двигателей в шатунных
шейках имеют устройства для центробежной очистки масла (грязе-
уловители). У двигателей Д-240 такое устройство выполнено следую-
щим образом. В щеках и коренных шейках вала сделаны каналы 22, но
которым масло поступает в полости 24, находящиеся внутри шатунных
шеек вала. С торца каждая полость 24 закрыта пробкой 23, застопо-
ренной шплинтом. При вращении коленчатого вала тяжелые прнмеси
грязи н металлические частицы, имеющиеся в масле, под действием
центробежной силы отбрасываются к стенке полости 24, а очищенное
масло подается по трубке 25 в шатунный подшипник. Грязеуловители
28 (рис. 62, а) двигателей ЗИЛ-130, 24Д и ГАЭ-53 устроены и работа-
ют так же, как и у двигателя Д-240, но масло из полости грязеулови-
теля подается к наружной поверхности шатунной шейки не по трубке,
а по каналу 26.

В заднем торце коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 сделана вы-
точка, в которую запрессовывается шариковый подшипник 43 ведущего
вала коробки передач. Такие же выточки для подшипников ведущего
вала коробки передач или вала муфты сцепления имеются у коленча-
тых валов двигателей ГАЗ-52 и ГАЭ-53.

Форма коленчатого вала, то есть характер размещения кривошипов,
определяется числом и расположением цилиндров, а также требова-
ниями равномерности чередования тактов расширения и уравновешен-
ности двигателя.

Чередование тактов в наиболее распространенных моделях
двухцилиндровых четырехтактных двигателей показано на рисун-
ке 64.

Коленчатые валы (см. рис. 61) четырехцилиндровых четырехтакт-
ных двигателей представляют собой два симметрично соединенных вала
двухцилиндрового двигателя с коленами под углом 180°. Такой вал
обеспечивает равномерное чередование тактов расширения и удовлет-
ворительную уравновешенность двигателя.

У двигателей Д-37Е, Д-50, Д-240, СМД-14, Д-160 и А-41 последо-
вательность тактов расширения, т. е. порядок работы цилиндров 1—3—
4—2 (рис. 65), а у двигателей 24Д и ЗМЗ-451 1—2—4—3 (рис. 66).

В двигателях ГАЗ-52 и А-01М колена вала располагаются под уг-
лом 120° друг к другу н симметрично относительно середины вала, чем
достигается равномерное чередование тактов расширения и хорошая
уравновешенность двигателя. Эти двигатели имеют порядок работы

1— 5—3—6—2—4 (рис. 67).

В V-образных двигателях СМД-60 с углом развала 90° и с нумера-
цией цилиндров правого ряда 1—2—3 и левого 4—5—6, считая назад
к маховику, порядок работы 1—4—2—5—3—6.

У V-образных восьмицилиндровых четырехтактных двигателей
ГАЭ-53, ЗИЛ-130, ЯМЭ-238 и ЯМЭ-238НБ порядок работы 1—5—4—

2— 6—3—7—8 (рис. 68). Перекрытие тактов расширения происходит в
течение поворота коленчатого вала на 90°. Это создает равномерное
вращение коленчатого вала.

Двигатель ЯМЗ-240Б V-образный двенадцатицилиндровый четырех-
тактный. Порядок его работы 1—12—5—8—3—10—6—7—2—11—4—9.
Схема нумерации цилиндров приведена на рисунке 69.

Коренные подшипники в двигателях могут быть двух видов: сколь-
жения и качения.

Подшипники скольжения (см. рис. 62,а) представляют
собой взаимозаменяемые вкладыши 8 и 34, 13 и 32, 16 и 25. Это отрезки
стальной ленты 36, покрытые тонким слоем антифрикционного сплава.
Как правило, антифрикционный сплав на вкладышах коренных подшип-
ников такой же, как и на вкладышах шатунных подшипников.

У тракторных дизелей вкладыши коренных подшипников изгото-
влены из облуженной сталеалюминиевой ленты. Толщина слоя АСМ
0,5—0,9 мм, толщина слоя олова 0,003—0,009 мм.

Верхние вкладыши коренных подшипников имеют сквозные отвер-
стия 1 (рис. 70, а, б), которые при установке вкладышей в постели со-
впадают с каналами в блок-картере. По этим каналам масло из глав-
ной масляной магистрали подводится к подшипникам,

Дата добавления: 2014-10-31