Коленчатый вал и маховик

Коленчатый вал воспринимает усилия от шатуна и сообщает их трансмиссии, а также преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное. От вала приводятся в действие различные механизмы двигателя.

Коленчатый вал (рис. 14) состоит из коренных шеек 3, которыми он опирается на коренные подшипники, расположенные в картере, шатунных шеек 1, щёк 2, связывающих коренные и шатунные шейки, носка — переднего конца вала и хвостовика — его заднего конца. Шатунная шейка и прилегающие к ней щёки образуют кривошип (колено). Для уменьшения напряжений металла переход от щёк к шейкам делается плавным. Этот переход называется галтелью.

Рис. 14. Коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя:

1 — шатунная шейка; 2 — щека; 3 — коренная шейка; 4 — противовесы; 5 — шестерня коленчатого вала; 6 — ведущая шестерня привода масляного насоса; 7 — маслоотражатель; 8 — болт; 9 — шкив; 10 — пробка; 11 — трубка для чистого масла; 12 — упорные полукольца; 13 — нижний вкладыш коренного подшипника; 14 — маховик; 15 — фланец; 16 — зубчатый венец; 17 — верхний вкладыш коренного подшипника; А — место клеймения размерной группы шатунной шейки; Б — канал подвода масла в полость шатунной шейки; В — полость шатунной шейки Коренные и шатунные шейки обрабатываются с повышенной точностью.

Коленчатые валы многих двигателей имеют противовесы 4, которые являются продолжением щёк.

Противовесы предназначены для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил инерции неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

На переднем конце вала закреплены шестерни: коленчатого вала 5 для привода механизма газораспределения и ведущая шестерня для привода для привода масляного насоса 6 и других механизмов, маслоотражатель 7, шкив 9 для привода вентилятора, а также болт 8 или храповик для проворачивания вала вручную. На шейке хвостовика также имеется маслоотражатель 7. Маслоотражатели предотвращает вытекание масла из картера. В местах выхода из блок-картера передний и задний концы вала уплотнены сальниками. Хвостовик заканчивается фланцем 15, к которому с помощью установочного штифта и болтов крепится маховик 14.

Продольное перемещение коленчатого вала ограничивается специальным устройством одного из коренных подшипников. Оно представляет собой упорные полукольца 12 из сталеалюминиевой ленты, установленные в проточках, сделанных по торцам задней коренной опоры совместного с вкладышами подшипника.

В шейках и щёках коленчатых валов двигателей имеются сверления для подвода масла к коренным и шатунным подшипникам. В шатунных шейках предусмотрены полости «В» для центробежной очистки масла, закрываемые пробками 10. Масло в полость попадает из коренной шейки по каналу «Б». При вращении вала тяжёлые примеси под действием центробежной силы отбрасываются к стенке полости, а очищенное масло по каналу или трубке 11 подаётся на поверхность шатунной шейки.

Коленчатые валы изготавливают двух или трёх производственных номинальных размеров (размерных групп). Для обозначения размерной группы коленчатого вала на шатунной шейке имеется место для клеймения размерной группы «А». Соответственно этим размерам комплектуются и вкладыши шатунных и коренных подшипников.

Расположение кривошипов коленчатого вала определяется числом цилиндров, тактностью двигателя, требованием его уравновешенности, а также равномерного чередования в нём тактов расширения.

Кривошипы валов четырехи двухцилиндровых двигателей расположены под углом 180° друг к другу.

Коренные подшипники представляют собой верхние 17 и нижние 13 вкладыши из стальной ленты, покрытые тонким слоем антифрикционного сплава. Верхние вкладыши устанавливаются в гнёзда блок-картера, а нижние — в крышки подшипников. Для предотвращения проворачивания и осевого смешения на вкладышах имеются усики, входящие в пазы, нахощиеся в постелях блок-картера и в крышках шатунов.

Маховик служит для вывода поршней из мёртвых точек и уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала.

Накопленная маховиком кинетическая энергия облегчает работу двигателя при трогали и трактора с места и преодолении кратковременных перегрузок.

Маховики отливают из чугуна. Их размеры и масса зависят от частоты вращения вала, числа цилиндров и заданной степени неравномерности вращения коленчатого вала.

Маховик 14 представляет собой массивный литой диск. Он крепится болтами и фиксируется установочными штифтами на фланце 15 коленчатого вала или непосредственно на его хвостовике. На ободе маховика установлен зубчатый венец 16, который образует с шестерней электростартёра или пускового двигателя зубчатую пару для вращения коленчатого вала двигателя при запуске двигателя.