У какого двигателя коленчатый вал имеет коренные подшипники качения роликового типа

Устройство автомобилей

Кривошипно-шатунный механизм

Коренные подшипники

Коренные подшипники поддерживают коленчатый вал в блок-картере и работают в тяжелых эксплуатационных условиях, характеризующихся значительными динамическими нагрузками со стороны шеек коленчатого вала и высокой частотой вращения. При этом в результате трения подшипники нагреваются, и их трущиеся поверхности подвергаются механическому изнашиванию.
Интенсивному изнашиванию коренных подшипников в значительной мере препятствует масляный клин, который образуется в зоне сопряжения подшипник-шейка коленчатого вала при вращении последнего. В результате высокого давления масла в образовавшемся масляном клине коленчатый вал буквально всплывает в масляной пленке, и во время работы двигателя практически не касается поверхности вкладышей.
Тем не менее, износ коренных подшипников развивается динамично, поскольку масляная пленка между шейками вала и поверхностью подшипников образуется при устойчивой частоте вращения и эффективном функционировании системы смазки, которые в условиях пуска двигателя, особенно после длительного перерыва в работе, требуют значительного времени для выхода на оптимальный режим.

К коренным подшипникам предъявляются следующие требования:

  • уменьшение трения и теплоотвода;
  • соосность опор коленчатого вала;
  • высокая жесткость;
  • высокая надежность.

В двигателях внутреннего сгорания могут применяться коренные подшипники качения (обычно роликовые) и подшипники скольжения. Наибольшее распространение получили подшипники скольжения (вкладыши), так как применение подшипников качения связано с усложнением конструкции блок-картера и повышенным гидродинамическим сопротивлением качению роликов по слою смазочного материала при высоких частотах вращения.

Коренные подшипники скольжения выполняют разъемными. Верхняя опорная часть их расположена в перегородке картера, а нижняя размещена в съемной крышке, которая фиксируется на картере болтами или шпильками. Крышки коренных опор в процессе изготовления блока картера и расточке отверстия (постели) под коленчатый вал, обрабатываются совместно с перегородками, поэтому в процессе эксплуатации двигателя нельзя переставлять крышку из одной опоры на другую, поскольку это может привести к нарушению центровки постелей коленчатого вала.
Коренные подшипники скольжения выполняются в виде тонкостенных сменных вкладышей, которые устанавливаются в соответствующих гнездах картера с натягом.

Тонкостенные вкладыши представляют собой изогнутую в полукольцо стальную ленту, на внутреннюю (рабочую) поверхность которых нанесен антифрикционный слой – оловянисто-алюминиевый сплав, содержащий 17,5…22,5 % олова; 0,7…1,3 % меди; по 0,7 % железа, кремния, марганца; остальное – алюминий.

В двигателях с повышенной нагрузкой на подшипники (например, дизели) в качестве антифрикционного слоя коренных вкладышей используется свинцовистая бронза, содержащая 30 % свинца.

Особенность коренных вкладышей – наличие на их рабочей поверхности отверстий и кольцевых канавок для обеспечения непрерывной подачи масла к шейкам коленчатого вала.

Для предотвращения от проворачивания вкладышей в постелях применяют отогнутые выступы – «усики», которые при сборке упираются в выемки плоскостей разъема.

Для обеспечения необходимой жесткости крышки коренных подшипников выполняются массивными с дополнительными ребрами и утолщениями, и крепятся к перегородкам картера с большим моментом затяжки.

Для того, чтобы исключить деформацию, высоконагруженные крышки коренных подшипников дизелей соединяют с картером дополнительными вертикальными или горизонтальными болтами. Во избежание боковых смещений крышки фиксируют обычно установочными штифтами или втулками, либо призонными болтами. Посадка крышки по торцевым плоскостям, отфрезерованным в приливах картера, обеспечивает высокую жесткость всему узлу подшипника.

Источник

Коренные подшипники коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Коренные подшипники скольжения изготавливаются в виде тонкостенных разрезных сменных вкладышей, устанавливаемых с натягом в точно обработанные цилиндрические гнёзда картера. После затяжки болтами коренные подшипники принимают форму этих гнёзд.

В основе конструкции тонкостенного вкладыша (12) [рис. 1] лежит изогнутая в полукольцо стальная лента, чья внутренняя поверхность имеет покрытие из антифрикционного слоя, состав которого аналогичен составу такого же слоя, нанесённого на шатунные вкладыши. Коренные вкладыши имеют толщину 2-3 мм (для карбюраторных двигателей) и 3-5 мм (для дизельных двигателей).

Читайте также:  Почему ломаются роторный двигатель

Рис. 1. Кривошипно-шатунный механизм дизельного двигателя СМД.

1) – Шкив коленчатого вала;

2) – Шестерня привода масляного насоса;

3) – Коленчатый вал;

5) – Втулка верхней головки шатуна;

7) – Стопорное кольцо;

8) – Поршневой палец;

10) – Поршневое маслосъёмное кольцо;

11) – Поршневые компрессионные кольца;

12) – Вкладыши коренных подшипников;

13) – Упорные полукольца;

14) – Маховик коленчатого вала;

16) – Фланец крепления маховика;

18) – Шестерня привода газораспределения;

19) – Масляная полость шатунной шейки;

20) – Шатунный болт;

21) – Крышка нижней головки шатуна;

22) – Вкладыш шатунного подшипника;

Как правило, упорные подшипники (предназначены для ограничения перемещения коленчатого вала основной массы двигателей, в частности дизельных) размещают со стороны маховика. В данном случае при тепловом удлинении вала не происходит изменения зазора в механизме сцепления. Упорные подшипники (в некоторых двигателях) устанавливаются со стороны привода ГРМ (механизм газораспределения) либо у среднего коренного подшипника. В двигателях Д-240, СМД-60 и прочих продольное перемещение коленчатого вала ограничивается посредством четырёх полуколец (13) [рис. 1] и (3) [рис. 2, а)], которые выполнены из сталеалюминиевой ленты и установлены по обе стороны заднего коренного подшипника.

Рис. 2. Коленчатые валы.

а) – Коленчатый вал дизельного двигателя Д-240:

1) – Коренная шейка;

3) – Упорные полукольца;

4) – Нижний вкладыш пятого коренного подшипника;

6) – Маслоотражательная шайба;

7) – Установочный штифт;

9) – Зубчатый венец;

10) – Верхний вкладыш пятого коренного подшипника;

11) – Шатунная шейка;

15) – Болт крепления противовеса;

16) – Замковая шайба;

17) – Шестерня коленчатого вала;

18) – Шестерня привода масляного насоса;

19) – Упорная шайба;

22) – Канал подвода масла в полость шатунной шейки;

24) – Полость в шатунной шейке;

25) – Трубка для чистого масла;

б) – Упорный подшипник коленчатого вала карбюраторных двигателей:

6) – Коленчатый вал;

7) – Крышка распределительных шестерён;

10) – Задняя неподвижная шайба;

11) – Передняя неподвижная шайба;

14) – Крышка коренного подшипника;

16) – Упорная вращающаяся шайба;

17) – Распределительная шестерня;

в) – Коленчатый вал дизельного двигателя ЯМЗ-240Б:

1) – Коренная шейка;

2) – Шатунная шейка;

Коленчатый вал в двигателях ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 удерживается от осевого перемещения посредством пары стальных неподвижных шайб (10) и (11) [рис. 2, б)], которые установлены с обеих сторон первого коренного подшипника.

Коренные подшипники качения (как правило, роликовые) позволяют снизить потери на трение при умеренной частоте вращения коленчатого вала, а также значительно уменьшить момент сопротивления в процессе прокрутки холодного двигателя [рис. 2, в]. Однако, применительно к многоцилиндровым двигателям (ЯМЗ-240Б), данная схема значительно усложняет конструкцию блок-картера, а также коленчатого вала с подшипниками качения. Помимо этого, в высокооборотных двигателях качение роликов осуществляется с чрезвычайно высокими скоростями и сопровождается повышенным сопротивлением гидродинамического характера. Вследствие этого, с увеличением скоростного режима снижается положительный эффект от использования подшипников качения и их применяют гораздо реже, чем подшипники скольжения.

Источник

У какого двигателя коленчатый вал имеет коренные подшипники качения роликового типа

Коленчатый вал на подшипниках качения в собранном виде показан на рис. 24. Основным его достоинством является заметное уменьшение потерь на трение, благодаря чему можно снизить требования к качеству масла и системе смазки в целом, так как подшипникам качения хватает смазки способом разбрызгивания. Наша промышленность, особенно в производстве двухтактных двигателей для автомобилей и мотоциклов, освоила массовое изготовление валов на роликовых и шариковых подшипниках. Эти двигатели- в спортивном варианте-надежно работают при 9000-10000 об/мин, что весьма важно для гонщиков.
Автором вместе с конструкторами Кировского завода и автомобилистами Ленинградского оптико-механического объединения также была предпринята попытка изготовления в 1969-1970 гг. сборного коленчатого вала, где использовались коренные шариковые подшипники и роликовые шатунные. Основные размеры коленчатого вала оставались без изменения. Что касается выбора подшипников, то наружные размеры их были ограничены: для коренных-расстоянием между шпильками крепления коренных крышек блока цилиндров, для шатунных-размером кривошипной части шатуна (рис. 25-29).

Читайте также:  Камаз двигатель евро 1 обороты двигателя

Исходя из компоновочных соображений и соответствия подшипников расчетным нагрузкам на коренную шейку устанавливались два шариковых подшипника № 110 (первая мелкая серия), на шатунную-два роликовых подшипника № 292206.

Роль внутренней обоймы роликовых подшипников выполняет сама шатунная шейка, поэтому твердость ее должна быть не менее HRC 60-65. Радиус кривошипа был оставлен 35 мм.

Изготовление коленчатого вала-дело далеко не простое. С изготовлением заготовок деталей вала особых трудностей не было.

Однако надо сказать, что точные расчеты коленчатого вала на прочность вследствие сложности его формы и невыявленности точного характера действия расчетных нагрузок, зависящего от жесткости вала и его опор, а также других причин, практически невозможны. Данные показывают, что напряжения в элементах коленчатого вала, полученные при его лабораторных испытаниях, могут отличаться от расчетных в 2—3 раза.
Весьма сложной оказалась и технология сборки. Мы испортили тройной комплект деталей, прежде чем удалось собрать один вал. Поэтому тем, кто возьмется за изготовление сборного коленчатого вала, хотелось бы дать некоторые практические рекомендации. —

Во-первых, нужно помнить, что такой вал является сборным, но не разборным, т. е. он собирается один раз и навсегда. Значит, во избежание неисправимых ошибок при запрессовке лучше иметь по 1—2 штуки подшипников, щек и шеек сверх комплекта.

Во-вторых, начиная сборку (рис. 30) с запрессовки шариковых подшипников на соответствующие шейки, не забудьте поставить распорную шайбу между каждой парой подшипников. Свободная посадка подшипника на шейку не годится. В этом случае надо заменить либо шейку, либо подшипник. Затем собираются 4 секции, каждая из двух щек и одной шатунной шейки с роликовыми подшипниками, свободно, но без зазоров садящихся на свои шейки. В связи с тем что посадочные концы шеек запрессовываются в отверстия щек, сборка должна производиться после предварительного нагрева щек и охлаждения шеек по возможности быстро. Собранные секции проверяются на правильность геометрии на специальной плите; Опорными — поверхностями для этой и всех дальнейших проверок являются точно обработанные (не ниже 7 класса) грани щек.

Проверенные секции собираются попарно с помощью второй и четвертой коренных шеек по такой же технологии. Полученные теперь уже две секции опять обязательно проверяются на плите с применением шлифованных брусков одинаковых размеров.

Последний, самый ответственный момент сборки вала — соединение двух последних секций между собой средней коренной шейкой. Запрессовка переднего и заднего концов коленчатого вала уже труда не представит.

Если после сборки вала при окончательной проверке на плите его кривизна во всех плоскостях оказалась не более 0,02-0,03 мм, считайте, что вам повезло. Такой вал можно устанавливать в двигатель.

Источник

Секреты коленчатого вала для гоночного мотора

Любителям автомобилей, неутомимым самостоятельным ремонтникам и, конечно же, самым разным водителям – привет!

Меня зовут Николай Остапцов. Я инженер-механик. Мне 55 лет, из которых 37 связан с автомобилями. В молодости заработал 1 разряд по автоспорту.

Более 23 лет занимался самостоятельным авторемонтом, кузовными работами и покраской.

—— Ставьте лайки, делитесь с друзьями, подписывайтесь на канал

Сегодня поговорим о Коленчатом вале, сокращённо — КВ.

КВ является одной из самых ответственных и сложных в конструктивном отношении деталей двигателя. От его прочности во многом зависит не только надёжность, но и возможность его форсировки.

Наиболее простым способом доработки КВ можно считать облегчение (обрезка) противовесов. С двигателя УЗАМ можно снять до 6 кг «лишнего веса». Конечно, и это требует определённых знаний и умений, но.

Читайте также:  Неисправности сцепления газ 3110 двигатель 402

Самый интересный способ «доработки», если это «упражнение» язык повернётся назвать доработкой — Коленчатый вал на подшипниках качения.

Главное его достоинство — заметное уменьшение потерь на трение.

В 1969-1970 годах, для сборной СССР по авторалли, изготавливались КВ, в которых в качестве коренных использовались шариковые подшипники качения и для шатунных — роликовые.

Основные размеры тех валов оставались без изменений. Что касается выбора подшипников, то наружные размеры их были ограничены: для коренных — расстоянием между шпильками крепления коренных крышек блока цилиндров, для шатунных — размером кривошипной части шатуна.

На коренную шейку устанавливались два шариковых подшипника № 110 (первая мелкая серия), на шатунную — два роликовых № 292206

Роль внутренней обоймы выполняет сама шатунная шейка, поэтому твёрдость её должна быть не меньше HRC 60-65. Радиус кривошипа оставлялся 35 мм.

Изготовление такого вала — дело очень не простое. Дело даже не в изготовлении деталей — тут трудностей быть не должно.

Очень сложна сборка. Даже высококвалифицированные мастера из Сборной СССР портили по нескольку комплектов, прежде, чем удавалось получить удачный вал.

Эдвард Георгиевич Сингуринди, член команды, а в последствии и её тренер, рекомендовал:

1. Иметь небольшой резерв, 1-2 штуки, лишних подшипников, шеек и щёк сверх комплекта. Не забывать, что такой вал является сборным, но не разборным, т.е. он собирается один раз и навсегда.

2. Между каждой парой подшипников нужно ставить распорные шайбы. Свободная посадка подшипника на шейку не годится — нужно либо заменить подшипник, либо шейку.

3. Сначала, собираются 4 секции, каждая из двух щёк и одной шатунной шейки с роликовыми подшипниками, свободно,но без зазоров садящихся на свои шейки.

В связи с тем, что посадочные концы шеек запрессовываются в отверстия щёк, сборка должна производиться после предварительного нагрева щёк и охлаждения шеек по возможности быстро.

Собранные секции проверяются на правильность геометрии на специальной плите. Опорными поверхностями для этой и всех дальнейших проверок являются точно обработанные (не ниже 7 класса) грани щёк.

Проверенные секции собираются попарно с помощью второй и четвёртой коренных шеек по такой же технологии. Полученные таким образом две секции опять обязательно проверяются на плите и подгоняются с применением шлифовальных брусков одинакового размера.

4. Последний, самый ответственный момент — соединение двух последних секций между собой средней коренной шейкой.

Если после сборки вала при окончательной проверке на плите его кривизна по всех плоскостях оказалась не более 0,02-0,03 мм, считайте, что вам повезло и такой вал можно ставить в двигатель.

Вот эта фраза, про «считайте, что вам повезло», меня всегда впечатляла, особенно, когда я её впервые услышал от самого Эдварда Георгиевича (отмечу, что я никогда не был даже кандидатом в Сборную. В те времена я был студентом ЛТА, где Э.Г. Сингуринди был зав.кафедрой физвоспитания).

Для установки собранного вала в двигатель посадочные места коренных подшипников БЦ растачиваются под размер 80-0,02 мм, а нижнее отверстие шатуна — под размер 72-0,02 мм.

Расточку блока лучше производить за одну установку на станке, чтобы сохранить строгую соосность постелей под коренные подшипники.

При этом возникает необходимость в снятии части металла со шпилек крепления крышек коренных подшипников и болтов крепления крышки шатуна. Однако, нареканий на крепления не было.

Правильно собранный и закрепленный в блоке КВ вращается с лёгкостью, близкой к вращению велосипедного колеса.

Если хотите быть в курсе самых свежих новостей, узнавать о решении проблем при ремонте или «тайнах вождения» – подписывайтесь, не пожалеете!

Источник

Adblock
detector