Колянов вал - основата на буталния двигател

Разбира се, всеки е чувал за коляновия вал. Но вероятно не всеки шофьор ясно разбира какво е и за какво служи. А някои дори не знаят как изглежда и къде се намира. Междувременно това е най-важната част, без която нормалната работа на бутален двигател с вътрешно горене (ICE) е невъзможна. 

Тази част, трябва да се отбележи, е доста тежка и скъпа и нейната подмяна е много обезпокоителен бизнес. Ето защо инженерите не спират да се опитват да създадат алтернативни леки двигатели с вътрешно горене, в които може да се направи без колянов вал. Въпреки това съществуващите опции, например двигателят на Фролов, все още са твърде сурови, така че е твърде рано да се говори за действителното използване на такъв агрегат.

Длъжност

Коляновият вал е неразделна част от ключовия възел на двигателя с вътрешно горене - коляновия механизъм (KShM). Механизмът също така включва свързващи пръти и части от групата цилиндър-бутало. 

Когато въздушно-горивната смес се изгаря в цилиндъра на двигателя, се образува силно компресиран газ, който по време на фазата на силовия ход избутва буталото до долната мъртва точка. 

Мотовилката е свързана в единия край с помощта на бутален щифт към буталото, а в другия край към биелната шийка на коляновия вал. Възможността за свързване с шийката се осигурява от подвижна част на мотовилката, наречена капачка. Тъй като шийката на мотовилката е изместена спрямо надлъжната ос на вала, когато мотовилката я избута, валът се завърта. Оказва се нещо, което напомня на въртенето на педалите на велосипед. Така възвратно-постъпателното движение на буталата се превръща във въртене на коляновия вал. 

В единия край на коляновия вал - стеблото - е монтиран маховик, към който той се притиска. Чрез него въртящият момент се предава към входящия вал на скоростната кутия и след това през трансмисията към колелата. В допълнение, масивният маховик, поради своята инерция, осигурява равномерно въртене на коляновия вал в интервалите между работните ходове на буталата. 

В другия край на вала - той се нарича пета - те поставят зъбно колело, чрез което въртенето се предава на разпределителния вал, а това от своя страна контролира работата на газоразпределителния механизъм. Същото задвижване в много случаи стартира и водната помпа. Тук обикновено са шайбите за задвижване на спомагателни възли - помпа на сервоусилвателя (), генератор, климатик. 

дизайн

Всеки конкретен колянов вал може да има свои собствени конструктивни характеристики. Въпреки това могат да се разграничат общи за всички елементи.

Тези секции, които са на главната надлъжна ос на вала, се наричат ​​основни шейни (10). Коляновият вал лежи върху тях, когато е монтиран в картера на двигателя. За монтаж се използват плъзгащи лагери (лайнери).

Биелните шийки (6) са успоредни на главната ос, но изместени спрямо нея. Докато въртенето на основните списания се извършва строго по главната ос, списанията на манивела се движат в кръг. Това са същите колена, благодарение на които частта получи името си. Те служат за свързване на биелните и чрез тях възприемат възвратно-постъпателните движения на буталата. Тук също се използват плъзгащи лагери. Броят на шийките на мотовилката е равен на броя на цилиндрите в двигателя. Въпреки че във V-образните двигатели два свързващи пръта често лежат на една основна шийка.

За компенсиране на центробежните сили, генерирани от въртенето на коляновите щифтове, те в повечето случаи, макар и не винаги, имат противотежести (4 и 9). Те могат да бъдат разположени от двете страни на врата или само от едната. Наличието на противотежести предотвратява деформацията на вала, която може да причини неправилна работа на двигателя. Чести са случаите, когато огъването на коляновия вал води дори до неговото блокиране.

Така наречените бузи (5) свързват главните и мотовилковите шийки. Те също действат като допълнителни противотежести. Колкото по-голяма е височината на бузите, толкова по-далеч от главната ос са шийките на свързващия прът и следователно толкова по-голям е въртящият момент, но толкова по-ниска е максималната скорост, която двигателят може да развие.

На стеблото на коляновия вал има фланец (7), към който е закрепен маховикът.

В противоположния край има гнездо (2) за задвижващата предавка на разпределителния вал (зъбен ремък).

В някои случаи в единия край на коляновия вал има готова предавка за задвижване на спомагателни агрегати.

Коляновият вал е монтиран в картера на двигателя върху опорните повърхности с помощта на основни лагери, които са фиксирани отгоре с капаци. Упорните пръстени в близост до главните шийки не позволяват на вала да се движи по оста си. От страната на носа и стеблото на вала в картера има маслени уплътнения. 

За подаване на смазка към главните и мотовилковите шейки те имат специални отвори за масло. Чрез тези канали се смазват така наречените лайнери (плъзгащи лагери), които се поставят на шийките.

Производство

За производството на колянови валове се използват високоякостни стомани и специални видове чугун с добавка на магнезий. Стоманените валове обикновено се произвеждат чрез щамповане (коване), последвано от термична и механична обработка. За да се осигури доставката на смазка, се пробиват специални маслени канали. На последния етап от производството частта е динамично балансирана, за да компенсира центробежните моменти, възникващи по време на въртене. Валът е балансиран и по този начин са изключени вибрации и удари по време на въртене.

Продуктите от чугун се произвеждат чрез високо прецизно леене. Валовете от чугун са по-евтини и този метод на производство улеснява създаването на отвори и вътрешни кухини.

В някои случаи коляновият вал може да има сгъваем дизайн и да се състои от няколко части, но такива части практически не се използват в автомобилната индустрия, с изключение на мотоциклетите. 

Какви проблеми могат да възникнат с коляновия вал

Коляновият вал е една от най-натоварените части на автомобила. Натоварванията са предимно механични и топлинни по природа. В допълнение, агресивните вещества, като изгорелите газове, имат отрицателен ефект. Следователно, дори въпреки високата якост на метала, от който са направени коляновите валове, те са обект на естествено износване. 

Повишеното износване се улеснява от злоупотребата с високи обороти на двигателя, използването на неподходящи смазочни материали и като цяло пренебрегването на правилата за техническа експлоатация.

Втулките (особено основните лагери), мотовилката и основните шийки се износват. Възможно е огъване на вала с отклонение от оста. И тъй като допустимите отклонения тук са много малки, дори лека деформация може да наруши нормалната работа на силовия агрегат до задръстване на коляновия вал. 

Проблемите, свързани с облицовките („залепване“ към шийката и изтъркване на шийките), съставляват лъвския дял от всички неизправности на коляновия вал. Най-често те възникват поради липса на масло. На първо място, в такива случаи трябва да проверите системата за смазване - маслена помпа, филтър - и да смените маслото.

Вибрацията на коляновия вал обикновено се причинява от лош баланс. Друга възможна причина може да бъде неравномерното изгаряне на сместа в цилиндрите.

Понякога могат да се появят пукнатини, които неизбежно ще завършат с разрушаването на вала. Това може да се дължи както на фабричен дефект, което е много рядко, така и на натрупаното напрежение на метала или дисбаланс. Много е вероятно причината за пукнатините да е ударът на свързващи се части. Напуканият вал не може да бъде ремонтиран.

Всичко това трябва да се вземе предвид преди смяна или ремонт на коляновия вал. Ако не намерите и отстраните причините за проблемите, в близко бъдеще всичко ще трябва да се повтори отново.

Избор, подмяна, ремонт

За да получите коляновия вал, трябва да разглобите двигателя. След това се отстраняват капачките на основните лагери и биелите, както и маховика и упорните пръстени. След това коляновият вал се отстранява и се извършва отстраняването му. Ако частта е била ремонтирана преди това и всички ремонтни размери вече са избрани, тогава тя ще трябва да бъде сменена. Ако степента на износване позволява, валът се почиства, като се обръща специално внимание на маслените отвори и след това се пристъпва към ремонт.

Износването и разкъсването на повърхността на шийките се елиминират чрез шлайфане до подходящ ремонтен размер. Този процес далеч не е толкова прост, колкото може да изглежда на пръв поглед, и изисква специално оборудване и подходяща квалификация на капитана.

Въпреки че след такава обработка частта подлежи на задължително повторно динамично балансиране, ремонтът на коляновия вал често се ограничава само до шлайфане. В резултат на това небалансиран вал след такъв ремонт може да вибрира, докато седалките са счупени, уплътненията са разхлабени. Възможни са и други проблеми, които в крайна сметка водят до прекомерен разход на гориво, спад на мощността и нестабилна работа на устройството в определени режими. 

Не е необичайно огънатият вал да бъде изправен, но експертите не са склонни да се заемат с тази работа. Изправянето и балансирането е много трудоемък и скъп процес. В допълнение, редактирането на коляновия вал е свързано с риск от счупване. Затова в повечето случаи деформираният колянов вал е по-лесен и евтин за замяна с нов.

Когато подменяте, трябва да инсталирате точно същата част или приемлив аналог, в противен случай нови проблеми не могат да бъдат избегнати.

Купуването на употребяван колянов вал евтино е нещо като прасе в джоба, което никой не знае какво ще излезе накрая. В най-добрия случай е донякъде износен, в най-лошия има дефекти, които не се забелязват за окото.

Купувайки нов от доверен продавач, можете да сте сигурни в неговото качество. Китайският онлайн магазин може да предложи различни други компоненти на вашия автомобил на разумни цени.

Не забравяйте също, че когато инсталирате нов колянов вал, не забравяйте да смените свързващия прът и основните лагери, както и маслените уплътнения.

След смяна на коляновия вал двигателят трябва да работи от две до две и половина хиляди километра в мек режим и без резки промени в скоростта.