Шатунные шейки коленчатого вала: Динамический анализ роторной системы коленвала поршневого двигателя

Содержание

Динамический анализ роторной системы коленвала поршневого двигателя

При вращении коленчатого вала поршневого двигателя могут возникать автоколебания. Они возбуждаются вследствие эксцентриситета шатунной шейки коленчатого вала и балансировочных масс в механической части системы. В данной заметке мы подробно разберём динамические характеристики коленчатого вала и орбиты движения балансировочных масс на валу с использованием функционала нового модуля Роторная динамика (Rotordynamics Module), который является дополнением к модулю Механика конструкций пакета COMSOL Multiphysics®. На основе результатов моделирования вы сможете улучшить конструкцию коленчатого вала, уменьшив его вибрации и, тем самым, оптимизировать работу двигателя целиком.

Анализ различных деталей поршневого двигателя

В поршневом двигателе, который является главным силовым агрегатом в автомобильной промышленности, выход из строя всего лишь одной небольшой детали может привести к поломке всего двигателя. Таким проблемным элементом могут являться шатуны поршневого двигателя, которые мы рассмотрели в одной из предыдущих статей нашего корпоративного блога. Однако, помимо шатунов, в двигателе есть много деталей, которые также необходимо учитывать при его проектировании.


Расчет усталостного (эксплуатационного) ресурса шатунов трёхцилиндрового поршневого двигателя.

Рассмотрим, к примеру, коленчатый вал двигателя. Эта деталь двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршней, которые соединены с ним, во вращательное движение. Шатунные шейки коленчатого вала расположены эксцентрично по отношению к оси вращения вала, чтобы обеспечить возможность преобразования таких движений. Однако, эта эксцентричность создаёт неуравновешенные силы при вращении коленчатого вала. Для балансировки таких сил на коленчатый вал добавляются балансировочные массы, которые из-за осевого смещения относительного коленчатого вала, создают несбалансированный изгибающий момент по всей длине детали.

Поэтому положение балансировочных масс определяется таким образом, чтобы минимизировать изгибающий момент. Этот процесс обычно называют балансировкой ротора.

Эксцентриситет шатунных шеек коленчатого вала и балансировочных масс, а также осевое смещение между ними может привести к тому, что при вращении на коленчатом валу будут возникать автоколебания. Как и в случае с другими типами вращающегося оборудования, такие вибрации могут влиять на безопасность и производительность отдельных частей и двигателя целиком.

Функционал нового модуля Роторная динамика позволяет проводить точный анализ вибраций коленвала двигателя. В данной заметке мы рассмотрим учебный пример из Галереи моделей и приложений, а также продемонстрируем новые возможности пакета.

Модель: Динамический анализ роторной системы в виде коленвала

Начнем с геометрии нашей модели. В этом примере будем использовать коленчатый вал трёхцилиндрового поршневого двигателя. На схеме ниже изображена геометрия коленчатого вала, на которой отмечены маховик и расположение подшипников.


Геометрия коленчатого вала двигателя.

В процессе анализа будем предполагать, что автоколебания ротора возникают только в следствие дисбаланса (эксцентриситета масс). Поршневыми нагрузками на шатунные шейки коленчатого вала мы пренебрежем. Для получения корректных амплитудных значений вибраций зададим потери (как свойства материала) в роторе.

В установившемся режиме угловая скорость коленчатого вала должна составлять 3000 оборотов в минуту. Однако для достижения плавного старта ее увеличивают до этого значения плавно. Длина периода нарастания скорости выбирается таким образом, чтобы она линейно увеличивалась от 0 до 3000 оборотов в минуту, а затем оставалась постоянной.

Для корректного моделирования сборки «коленчатый вал-подшипники» воспользуемся мультифизическим интерфейсом Solid Rotor with Hydrodynamic Bearing (Твердотельный ротор с гидродинамическим подшипником). Он содержит в себе следующие интерфейсы:

  • Solid Rotor (Твердотельный ротор)
  • Hydrodynamic Bearing (Гидродинамический подшипник)
  • Мультифизическая связка Solid Rotor Bearing Coupling (Связь твердотельного ротора и подшипника)

Для учёта гидродинамики тонких жидких плёнок в подшипниках скольжения можно воспользоваться функционалом узла Hydrodynamic Journal Bearing (Гидродинамический подшипник скольжения), который доступен в физическом интерфейсе

Hydrodynamic Bearing (Гидродинамический подшипник).

Анализ результатов расчёта

На следующем графике изображены возникающие на коленчатом валу напряжения. Из графика видно, что максимальная нагрузка приложена к подшипнику, который ближе всего расположен к маховику. В соответствующей шатунной шейке возникает максимальное напряжение. Также в этом подшипнике возникает самое высокое давление.


Напряжение на коленчатом валу и распределение давления по поверхности подшипников.

Анализируя орбиты движения шатунных шеек, можно уверенно сказать, что они стабильны для каждого из четырёх подшипников. В таком состоянии каждая шатунная шейка достигает соответствующих положений равновесия. Это показано на левом рисунке снизу. Справа показаны графики поперечного смещения в третьей шатунной шейке. На основании результатов расчета можно сделать вывод, что эти смещения являются затухающими и достигают стационарного значения.

Слева: Орбиты движения шатунных шеек коленчатого вала. Справа: Зависимость поперечного смещения в третьей шатунной шейке от времени.

Узнайте больше о модуле Роторная динамика

Ремонт коренных и шатунных шеек

Коренные и ша­тунные шейки коленчатого вала восстанавливает путем шлифования под ремонтные размеры соответственно данным приведенным в табл. 19.

Перед шлифованием шеек коленчатый вал кладут на подставку и с помощью электродрели сверлом диамет­ром 10 мм с пластинками из твердого сплава типа ВК ГОСТ 6647—53 углубляют отверстия масляных каналов на 1 мм.

Для шлифования коренных шеек коленчатый вал устанавливают в центры, а для шлифования шатунных шеек — устанавливают в центросместители станка ти­па 3А423 для перешлифовки шеек коленчатого вала.

Коленчатый вал в центрах станка для шлифования коренных шеек устанавливают так, чтобы радиальное биение нерабочей части шейки под шестерню коленча­того вала и наружной поверхности фланца под маховик не превышало 0,03 мм (рис. 19,в). При биении более 0,03 мм производят, исправление центровых отверстий.

Для того чтобы сохранить радиус кривошипа, колен­чатый вал устанавливают на станок для шлифования шатунных шеек по прошлифованным коренным шейкам. Коленчатый вал устанавливают в центросместителях станка для шлифования шатунных шеек с проверкой правильности установки в горизонтальной и вертикаль­ной плоскостях. При правильной установке ось симмет­рии шлифуемых шеек коленчатого вала должна нахо­диться на оси центров станка. Установку коленчатого вала производят по шаблонам, которые входят в ком­плект шлифовального станка, а правильность установки проверяют индикатором часового типа с пределом из­мерения 0—10 мм.

Шейки вала шлифуют кругами ПП900?33?305 мм Э40 — 25 СМ2 — С1К (по опыту Харьковского моторо­строительного завода «Серп и молот» кругами твер­достью СТ1—СТ2К) с обильной подачей охлаждающей эмульсии или содового раствора.

Режим шлифования:

окружная скорость шлифовального круга 25?31 м/сек; число оборотов вала 64 об/мин; величина поперечного врезания круга для одного прохода не должна превышать 0,01 мм при предварительном шли­фовании и 0,004—0,006 мм при окончательном шлифо­вании. Шлифуют шейки до диаметра соответствующего ремонтного размера (табл. 19). При окончательном шлифовании оставляют припуск на полирование, рав­ный 0,004—0,005 мм.

По окончании шлифования шлифовальной шкуркой зернистостью 6—5 затупляют (скругляют) и полируют кромки масляных каналов радиусом 0,5—1,0 мм. Затем шейки полируют жимками с помощью пасты ГОИ или шлифовальной шкуркой зернистостью 6—5.

При шлифовании шеек вала следует не допускать врезания торцов шлифовального круга в упорные по­верхности, особенно средней коренной шейки, фиксирую­щей вал от осевого перемещения.

Все коренные и шатунные шейки между собой долж­ны иметь один ремонтный размер,. Радиус перехода шей­ки в щеку (радиус галтелей) должен быть равен 5

+0,8 мм у коленчатого вала двигателя СМД-14 4+1,0 мм у коленчатого вала двигателя СМД-7. Оваль­ность, конусность коренных и шатунных шеек не долж­на быть более 0,015 мм, а корсетность не более 0,01 мм. Биение 2,3 и 4 коренных шеек относитеыно 1 и 5 ко­ренных шеек не должно превышать 0,03 мм. Радиус кривошипа должен быть равен 70 -0,08 мм (СМД-14) и 65-0,08 мм (СМД-7). Твердость шеек должна быть не менее НRС 45. Чистота обработки шеек должна соот­ветствовать 9-му классу.

Радиус галтелей проверяют радиусным шаблоном (рис. 19, г). Шаблон изготавливают из стали 15 или 20. Рабочие поверхности цементируют на глубину 0,8— 1,1 мм и калят до твердости НRС 56?64. Нерабочие поверхности оксидируют.

Радиус кривошипа (R) коленчатого вала определя­ют по формуле:

где а и а1 — максимальные и минимальные расстояния от поверочной плиты до поверхности шатунной шейки.

Замеряют указанные расстояния штангенрейсмассом на коленчатом вале, установленном первой и пятой ко­ренными шейками на призмы, которые в свою очередь размещаются на поверочной или разметочной плите 1500?1000 мм.

Замер диаметра шеек, а также определение их оваль­ности и конусности производят микрометром с преде­лом измерения 75—100 мм.

Проверяют биение 2, 3 и 4 коренных шеек относи­тельно 1 и 5 коренных шеек на поверочной или разме­точной плите 1500?1000 мм индикатором часового ти­па с пределом измерения 0—10 мм, закрепленного на универсальном штативе. Коленчатый вал для этой це­ли устанавливают первой и пятой коренными шейками на призмы.


Определение износа шатунных и рамовых шеек и устранение поверхностных дефектов.

К характерным дефектам коленчатого вала дизеля относят: — изнашивание шатунных и рамовых шеек с образованием овальности и конусообразности; — прогиб вала вследствие неравномерности изнашивания рамовых подшипников; — царапины, риски, задиры на поверхности шеек в результате попадания в масло твёрдых частиц или из-за подплавления подшипников. Рамовые и шатунные шейки коленчатого вала подвергаются нормальному физическому изнашиванию, которое сопровождается изменением их формы поверхности и профиля продольного сечения. К изменению формы поверхности шейки относят некруглость, овальность (эллиптичность) и огранку. К изменению профиля продольного сечения шейки — конусообразность, бочкообразность, корсетность и изогнутость. По результатам измерения определяют овальность и конусообразность шеек и делают заключение о величине и характере износа шеек после сравнения их с предельно допускаемыми износами. Для определения величины изменения формы поверхности и профиля продольного сечения шатунных шеек их измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, вертикальной и горизонтальной, и в трёх поперечных сечениях по длине шейки (нос — середина, корма). Два крайних пояса измерений (нос, корма) располагаются на расстоянии 0,4 L от середины шейки (L — длина шейки).
Схема измерений шатунных и рамовых шеек: Если коленчатый вал демонтирован (приподнят), рамовые шейки измеряют так же, как и шатунные шейки. Если коленчатый вал не демонтирован, шейки измеряют специальной микрометрической скобой, которую «заводят» между рамовой шейкой и фундаментной рамой после демонтажа нижнего вкладыша рамового подшипника. После измерения рамовой шейки вкладыш устанавливают на место. Вертикальной плоскостью измерения рамовой и шатунной шеек считают плоскость, проходящую через ось рамовых шеек и ось шатунной шейки, когда кривошип шатунной шейки расположен в верхней мертвой точке (ВМТ), или в нижней мертвой точке (НМТ), а горизонтальной плоскостью — когда кривошип шатунной шейки расположен на левом или правом бортах (ЛБ или ПБ). При измерении шатунной шейки в вертикальной плоскости кривошип шейки устанавливают в ВМТ или НМТ. При измерении любой рамовой шейки в вертикальной плоскости кривошип первого цилиндра также устанавливают в ВМТ или НМТ. Такая схема измерения позволяет правильно установить форму износа шеек и направление большей оси овала. При совпадении маслоподводящих отверстий с местом установки микрометрической скобы её необходимо сдвинуть вперед или назад от смазочного отверстия. Пример заполнения таблицы и определения величины износа шеек на овальность и конусообразность приведены в таблице: Пример измерения шатунных шеек дизеля 4ЧРН 32/48, мм: Овальность определяют как разность диаметров в одном сечении: Конусообразность — как разность диаметров в одной плоскости: Сопоставив полученные значения овальности и кону сообразности шеек с предельно допускаемыми значениями, делают заключение об их состоянии и пригодности коленчатого вала к дальнейшей его эксплуатации. оси шатунной шейки относительно оси коленчатого вала. В последнее время в судоремонте для проверки непараллельности оси шатунной шейки коленчатого вала применяют прибор квадрант, используемый в геофизике. Эту проверку выполняют на станке или в судовых условиях при дефектоскопии коленчатого вала. Прибор закрепляют на призму и устанавливают на рамовую шейку. Фиксируют положение её горизонталь ной оси, а затем прибор переносят на шатунную шейку, установленную в ВМТ или НМТ. Прибор покажет величину отклонения оси шатунной шейки относительно рамовой шейки, если непараллельность существует. Отклонение непараллельное™ должно быть не более 0,02 мм/м. При установке кривошипа в ВМТ или НМТ получаем пересечение осей, а при установке на ПБ или ЛБ — скрещивание осей. Коленчатые валы с трещинами заменяют. Дефекты рамовых и шатунных шеек коленчатых валов (овальность, конусообразность) устраняют механической обработкой в заводских условиях на токарно-винторезных станках. В случае протачивания рамовых шеек, вал устанавливают на станке в таком положении, при котором его ось совмещается с осью станка. Для этого один конец вала крепят в патроне станка, другой устанавливают на люнет у задней бабки. Под средние шейки подводят промежуточные люнеты (для коленчатого вала шестицилиндрового дизеля устанавливают, как правило, два люнета). С помощью кулачков патрона и люнета у задней бабки совмещают оси крайних рамовых шеек с осью станка. Промежуточными люнетами добиваются совмещения осей средних рамовых шеек с осью станка. Контроль установки люнетов ведётся по раскепам коленчатого вала, который должен быть в пределах 0,02-0,03 мм. Рамовые шейки протачивают последовательно начиная с шейки расположенной у патрона станка. После протачивания измеряют биение шеек и, если оно не превышает 0,02-0,03 мм, их шлифуют. Для шлифования применяют шлифовальную машинку, которую закрепляют на суппорте станка. Шатунные шейки средних и крупных коленчатых валов протачивают с помощью специальной резцовой головки, которую устанавливают на направляющие каретки суппорта станка и центруют её по соответствующей шатунной шейки. После протачивапия шейки её шлифуют шлифовальной машинкой. Шатунные шейки небольших коленчатых валов протачивают с помощью центросместителей. Концы коленчатого вала в этом случае вставляют в специальные оправки — центросместители, которые позволяют совместить осевую линию соответствующей шатунной шейки с осью станка. Деформацию коленчатого вала устраняют механической, термической или термомеханической правкой.

Вал Шатунная шейка — Энциклопедия по машиностроению XXL

Коренные шейки коленчатого вала Шатунные шейки коленчатого вала Опорные шейки распределительного вала  [c.183]

Для облегчения коленчатого вала шатунные шейки выполнены пустотелыми, и эта пустотелость 14, закрытая заглушками 7, используется для центробежной очистки масла.  [c.172]

Коленчатый вал (рис. 184) изготавливают из стальных поковок или отливают из высокопрочного чугуна. Шатунные шейки в стальных коленчатых валах после механической обработки термически обрабатывают для придания им соответствующей твердости, затем шлифуют в установленный размер и получают требуемую чистоту поверхности. В валах, отлитых из высокопрочного чугуна, шейки шлифуют и полируют. Точность изготовления шатунных шеек очень высока. В коленчатом валу поршневого компрессора имеются коренные шейки 7 и 11, вращающиеся в подщипниках 5 (подшипники являются опорами вала), шатунные шейки 4 и 10, на которые  [c.271]


В целях снижения веса коленчатого вала шатунные шейки выполнены полыми, а внутренняя полость их используется для дополнительной центробежной очистки масла.  [c.41]

Коленчатый вал Шатунная шейка, цапфа кривошипа  [c.186]

Определить эквивалентную длину i прямого вала, имеющего крутильную жесткость С1 такую же, как кривошип коленчатого вала (рис. 15). Щеки кривошипа СЕ а ОР имеют изгибную жесткость В Предположить, что подшипники А и В имеют достаточные зазоры и не препятствуют свободе поперечных перемещений узлов С и О при кручении вала. Шатунная шейка Ер имеет крутильную жесткость Са и отстоит от оси вала на рас-  [c. 21]

Пусть, например, мы имеем коленчатый вал А (рис. 13.39), вращающийся вокруг неподвижной оси z—г с угловой скоростью ы. Как было показано в 59, чтобы подшипники В не испытывали дополнительных динамических давлений от сил инерции масс вала, необходимым и достаточным является условие равенства нулю главного вектора сил инерции масс материальных точек вала. Как известно из теоретической механики, это условие всегда удовлетворяется, если центр масс вращающегося звена лежит на его оси вращения, которая должна быть одной из его главных осей инерции. Если конструктивное оформление вала (рис. 13.39) удовлетворяет этому условию, то вал получается уравновешенным, что при проектировании достигается соответствующим выбором формы уравновешиваемой детали. Например, коленчатый вал (рис. 13.39) имеет фигурные щеки а, коренные шейки С и шатунную шейку Ь. Рассматривая в отдельности эти элементы вала, мы видим, что центр масс материальных точек коренных шеек рас-  [c.292]

Таким образом, суммарная сила инерции 2F a щек а полностью уравновешивает силу инерции F ,ь шатунной шейки. Из уравнения моментов всех сил инерции относительно точки следует, что момент от всех сил инерции масс вала также равен нулю. Таким образом, мы имеем равенство нулю как главного вектора сил инерции, так и главного вектора момента от сил инерции вала, т. е. этот вал полностью уравновешен.  [c.293]

Коренные и шатунные шейки коленчатых валов. . не ниже 10 Опорные шейки распределительных валов. . . >, 9  [c.89]

Шатунные шейки обтачиваются с подачами, меньшими, чем при токарной обработке коренных шеек. Это уменьшает деформацию (закручивание) валов.  [c.383]

Полируют шейки полотняной или бумажной лентой на специальных полировальных станках. Полирование проводят за одну операцию, но иногда и за две операции. При этом предварительно шейки полируют лентой с абразивным порошком зернистостью 180-4-240 и окончательно лентой с абразивным порошком зернистостью 240-4-300. Коренные и шатунные шейки полируют одновременно, т. е. число полировальных суппортов на станке равно числу шеек вала.  [c.385]


В коленчатых валах некоторых конструкций автотракторных двигателей в щеках и шатунных шейках обрабатывают полости для выхода маслопроводных каналов. Полости и отверстия под резьбовые пробки обрабатывают под углом 85° на горизонтальных (сверлильном и резьбонарезном) агрегатных станках. На первом станке (рис. 225) отверстия сверлятся, на втором станке нарезается резьба под заглушки.  [c.387]

Масляное отверстие в шатунной шейке коленчатого вала  [c.325]

В узле сочленения шатунной шейки разъемного коленчатого вала соединение стянуто болтом (рис. 414, е). В более рациональной конструкций ж для стяжки использован хвостовик левой половины шейки.  [c.571]

При заданных условиях необходимо определить размеры сечений вала и шатунной шейки, а также назначить размеры прямоугольного сечения щек в зависимости от большего из диаметров по соотношениям h = 1,250 Ь = 0,6/ , после чего провести проверочный расчет на прочность. Принять допускаемые напряжения а] 800 кгс/см . Расчет вести по IV теории прочности.  [c.353]

Определение диаметров вала и шатунной шейки. Расчет на прочность круглого бруса при изгибе с кручением по IV теории производится по формуле (12.40), откуда  [c.355]

Назначаем для шатунной шейки и вала одинаковый диаметр сечения d = D = 54 мм.  [c.356]

Исследуем случай работы наиболее простого вала — вала, имеющего только одно колено. Вал (рис. 348, а) состоит из шатунной шейки 3, двух щек 2 и двух коренных шеек /, опирающихся на коренные подшипники. Все необходимые  [c.375]

При этом требуется определить диаметры сечения вала и шатунной шейки, а также назначить размеры h к Ь прямоугольного сечения щек в зависимости от большего диаметра по соотношениям к = 1,2[c.304]

Определение диаметра вала и шатунной шейки.  [c.306]

Коленчатый вал (коренные и шатунные шейки) 9 0,25 500 0,64  [c. 17]

На приспособлении для проверки поковки коленчатого вала четырехцилиндрового двигателя (фиг. 142) производится проверка биения средней коренной шейки и хвостовика, а также боковое смещение и припуск на обработку шатунных шеек. Проверка производится не от баз обработки, но дает возможность определить коробление поковки и величину припуска на боковых сторонах трех шатунных шеек М при базировании по четвертой шатунной шейке К и двум крайним коренным шейкам. Коренные шейки базируются на две роликовые призмы 1, а положение шатунной шейки К определяется призмой 2, перемещающейся в вертикальном направлении зубчатым колесом, связанным с рукояткой измерительными головками 4, расположенными на подвижной вилке 5, поднимаемой от зубчатого колеса 6. Ступенчатые измерительные головки 4 определяют величину припуска на боковых сторонах шатунной шейки. Припуски на двух других шатунных шейках контролируются двумя парами ступенчатых измерительных головок 7, расположенных на откидных скобах S.[c.135]

Конструкция приспособлений ЗИЛ для контроля отклонений от параллельности осей шатунной и опорных шеек коленчатого вала компрессора домашнего холодильника изображена на фиг. 226. Деталь 1 устанавливается опорными шейками в призмы 2 к 3 корпуса 4, который может поворачиваться вокруг оси 5. Шатунная шейка коленчатого вала ставится в призму 6, укрепленную в скобе 7.  [c.246]

Чугунные, коленчатые валы получают литьем из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием, перлитного ковкого чугуна, легированного никельмолибденового чугуна. На рис. 32, а показан коленчатый вал V-образного восьмицилиндрового дизельного двигателя (/—5 обозначены коренные шейки, а ) i—1) 5 и /м— /,55 — соответственно диаметр и длина этих шеек 6—9 обозначены шатунные шейки, Бш1—и соответ-  [c.73]
Для смазывания коренных шеек масло подается из общей магистрали, расположенной в блок-картере двигателя к шатунным шейкам масло подводится от коренных шеек по каналам, просверленным в коленчатом вале (см. рис. 32, а). Кроме конструктивных способов повышения прочности коленчатого вала, заключающихся в придании ему наиболее рациональной  [c.74]

В узле и соединения составного коленчатого вала шатунная шейка затянута на плоский торец т щеки. Упругие деформации узла под дейсз вием рабочих нагрузок вызывают воронкообразную разработку конца шатунной шс11кн, наклеп и сваривание посадочных поверхностей.  [c.606]

В двигателе ЗИС-120 коленчатый вал имеет семь коренных подшипников, причем для уменьшения веса вала шатунные шейки сделаны полыми. Упорным подшипником является первый подшипник. Осевой люфт вала регулируется упорными шайбами, устанавливаемыми по обе стороны переднего коренного подшипника. Крышки коренных подшипников подбираются к блоку с тугой посадкой, бег зазора, так, чтобы крышка усилием руки вынималась из паза блока, Вкладыши коренных подшипников подбираются в соответствии номинального размера ставятся вклЭ дыши также номинального размера, к уменьшенным шейкам подбираются вкладыши соответствующего уменьшения.  [c.492]

Шатунные шейки валов после термической обработки шлифуют предварительно и окончательно на станках XIII-2—01 и 2—02. Заготовки на станках устанавливают, так же как и при шлифовании, до термической обработки.  [c.383]

В конструкции е вытеснители разборные. Конструкции д, е применимы только в коленах, расположенных под углом одно к другому. При шейках, расположенных в линию (шатунные шейки средней опоры валов), усгапавливать вытеснители затруднительно.  [c.415]

На виде з масло вводят через коренную опору передней или задней шейки и пропускают через вал, где оно подвергается центрифугированию пос.гш.човательно во всех коленах. К коренным подшипникам масло по.лво-дится через радиальные сверления в валу. В шатунных шейках установлены патроны 2, в которых скапливаются осадки. Патроны периодически снимают для очистки.  [c.415]

IX-X Торцы крышек подшипников крупных машин (тяжелое машиностроение). Шатунные шейки коленчатого вала дизелей и газовых двигателей. Оси передач в лебедках, ручных приводах. Оси отверстий в упругих втулочно-пальцевых втулнах Грубое фрезерование, фрезерование, растачивание, сверление повышенной точности  [c.125]

Восстановлению и эксплуатационному испытанию подвергались шейки коленчатых валов двигателей тракторов У-2, ХТЗ,, СТЗ — НАТИ, крестовины дифференциала трактора ХТЗ, o ii поддерживающих роликов трактора СТЗ — НАТИ, валы соломотряса и трусильные молотилки МК-ИОО. Результаты испытаний сравнивались с данными износа новых деталей, поставленных на одной и той же машине или же на однотипных. Кроме того, испытанию подвергались новые коленчатые валы тракторов, у которых две шатунные шейки сошлифовывалис . до наименьшего предельного размера, затем восстанавливались электрометаллизацией до номинального размера, а две  [c.96]

Ярким примером служат трущиеся детали компрессоров домашних холодильных машин. Условия работы узлов трения комгфессора тяжелые (частые пуски и остановки), что приводит к возникновению на трущихся поверхностях граничного и полусухого трения. Однако, несмотря на то, что в узлах трения компрессоров работают пары сталь—сталь, задиров и схватывания не наблюдается. Причиной этого является то, что трущиеся пары (поршень—цилиндр, шатун—поршневой палец, шатун—шейка коленчатого вала, коленчатый вал—подшипники) работают в режиме ИП. Указанные узлы трения смазываются масло-фреоновой смесью, которая, проходя через трубки из медных сплавов, захватывает ионы меди, осаждающиеся на трущихся поверхностях стальных деталей. Эти поверхности в результате длительной работы покрываются тонким слоем меди, что и создает условия безызносного трения.  [c.170]


Шлифовка коленчатого вала в компании Механика, территория г.Дзержинский

 

Коленчатый вал – деталь непростая

Коленчатые валы поражают обилием форм и размеров: плоские и пространственные, длинные и короткие, разные по размерам, весу, жесткости, и, конечно же, по числу коренных и шатунных шеек.

Коленчатый вал часто называют не просто деталью, а системой. И вполне оправданно – любое сколь-нибудь существенное воздействие (механическое или термическое) на шейку, щёку, галтель или любой другой участок вызывает реакцию всей детали, отклик. И выражается он в виде деформации тех или иных зон, грозящей вызывать биение и дисбаланс.

Поэтому ремонтировать коленчатый вал необходимо только профессионально, руководствуясь принципом «не навреди». Иначе – выбраковка дорогой детали.

 

Когда требуется шлифовка

Первый признак необходимости ремонта коленчатого вала замечает водитель – это падение давления масла. Значит, подшипники скольжения скорее всего изношены и масляный клин между шейкой и стенкой вкладыша недостаточно плотный и надежный.

Помогает и взятие пробы масла из картера. Существуют методики, основанные на спектральном анализе таких проб. Если прибор показывает в масле следы меди и некоторых других цветных металлов, можно говорить о вероятном износе вкладышей.

Но окончательный диагноз ставится лишь после разборки двигателя и замеров геометрии коленчатого вала. И тогда выносится вердикт: вал требует шлифовки в ремонтный размер. Именно шлифовки в отличие от расточки блока – ведь шейки имеют закаленный слой, а такая поверхность не для резца. Приносим извинения за столь банальное уточнение, но вдруг кто-то из читателей не знаком с технологией коленчатого вала и металловедением. Знаете, в интернете всякое встречается…

В цехах «Механики». Диагностика

(фото: диагностика состояния коленчатого вала)

Дальнейший разговор поведем, опираясь на опыт компании «Механика». Здесь принимают в ремонт любые коленчатые валы – от автомобильных (бензиновый ДВС, дизель) до громадных тепловозных.

Вал прибывает в ремонт в составе двигателя либо отдельно, если мотор уже разобран самим заказчиком. И сразу попадает на проверку. Первое, что с ним делают – замеряют износ шеек.

Вал устанавливается крайними коренными шейками на призмы. Далее мастер микрометром замеряет диаметры всех шеек в нескольких плоскостях, чтобы проверить – есть ли «эллипс»? До величины 0,01 мм его можно вытерпеть, больше – нет.

Про замеры шеек, как правило, клиенты знают. Это делают во всех мастерских. Но «Механика» выполняет еще один замер – прогиб (биение) вала. К центральной коренной шейке подводят часовой индикатор и вращают вал на призмах. Если стрелка отклоняется в пределах 0,01 мм – прекрасно. Эту «сотку» можно списать на погрешность измерений. Также необходимо проверить биение хвостовика и поверхностей сальников.

А если биение центральной коренной шейки больше «сотки»? По опыту компании, биение до 0,1 (а иногда до 0,2 мм) исправляется шлифовкой. Разумеется, с учетом особенностей данного вала.

В цехах «Механики». Шлифовка

(фото: шлифовка коленчатого вала)

Итак, вал замерен. Принято решение шлифовать шейки – в какой именно размер, зависит от их износа и наличия в каталогах производителя соответствующих вкладышей.

Правда, ухо здесь надо держать востро. В разных каталогах разных производителей вкладышей встречается различные ряды ремонтных размеров. Например, у официалов только 0,25 мм, у Кольбеншмидт (Kolbenschmidt) – 0,25 и 0,5, а у американского Глико (Glyco ) еще и 0,75 мм. Еще нюанс: присутствие вкладышей в каталоге еще не означает, что они есть в природе. Поэтому важно уточнить их фактическое наличие и лишь тогда приступать к работе.

 Для шлифовки применяются специализированные шлифовальные станки. Главная их «изюминка» – приспособления, позволяющие смещать зажимные кулачки относительно оси станка. Это позволяет шлифовать шатунные шейки. Точность станков – 5 мкм.

Как закрепляется вал? В «Механике» рассказали, что при шлифовке коренных шеек валов легковых двигателей деталь закрепляется в центрах. При этом необходима подготовка внутренних фасок – их предварительно протачивают на токарном станке.

Когда подпираешь деталь центром, очень важно «не пережать», иначе вал в станке может деформироваться – вспомните, с чего мы начали эту статью.

Если вал «грузовой», тяжелый, его зажимают в патроне по поверхности заднего сальника, а передняя часть подпирается центром. Здесь тоже требуется подготовка фаски на токарном станке.

Что касается шатунных шеек, при их обработке вал фиксируется в патронах с обеих сторон. Разумеется, со смещением на радиус кривошипа и тщательным выставлением оси каждой шатунной шейки в ось вращения станка с помощью индикаторной стойки.

Шлифовка каждой шейки осуществляется, как правило, в два прохода. Например, если вал шлифуется в ремонтный размер 0,25 мм, то сначала снимается слой 0,15 – 0,2 мм. А потом, уже с меньшей подачей, шейка выводится в окончательный размер. Подача смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) обязательна – иначе шейка перегреется.

Долго ли длится сам процесс, включая переналадку под коренные или шатунные шейки? По опыту компании, на шлифовку вала четырехцилиндрового двигателя легкового автомобиля уходит порядка 40 мин.

Но это время можно и сократить – например, если обрабатывать партию однотипных валов. В этом случае задействуются два станка – на одном шлифуют коренные шейки, на другом шатунные.

Нельзя не сказать и об инструменте – шлифовальных кругах. К ним тоже есть свои требования, и довольно жесткие. Например, биение круга должно быть менее 3-4 мкм, иначе шейка из круглой может превратиться в граненую. Этот дефект называется дроблением.

И еще. Если шейка имеет канавку для выхода круга, никакой особой подготовки инструмента не потребуется. А если ее нет? Тогда галтель будет подрезана, что недопустимо. Ведь в вале появится опасный концентратор напряжений, резко снижающий усталостную прочность детали.

В этом случае шлифовальный круг заправляется специальным алмазным инструментом таки образом, чтобы радиус закругления края был равен радиусу галтели. И тогда шлифовка станет для вала безопасной.

И завершает процесс ремонта полировка шеек. Она не только убирает микронеровности, повышая качество поверхности, но и уничтожает заусенцы в на масляных отверстиях на шейках.

После работ необходимо очистить все масляные каналы от технологической грязи после шлифовки и полировки.

В цехах «Механики». Несколько подробностей

Выходной контроль при передаче отремонтированного вала заказчику – процедура обязательная. Проверка размеров и формы шлифованных шеек – это само собой. А еще вал устанавливается на призмы и проверяется с помощью индикатора на биение.  Если уложились в «сотку», прекрасно, деталь можно смело ставить в двигатель.

Правда, и здесь есть свои нюансы. Вал по разным плоскостям имеет не равную жесткость. Тяжелый вал может прогнуться и от собственного веса. Поэтому в ряде случаев допускается прогиб равный монтажному зазору.

Есть еще один подводный камень – состояние посадочного места для подшипника первичного вала коробки. Многие мастерские пренебрегают его проверкой и получают претензии: вы сделали мотор, сделали коробку, почему же коробка выходит из строя?

Загадка в следующем. Гнездо для подшипника может иметь биение. Вина ли это завода или предыдущего некачественного ремонта, неважно. Важно этот дефект устранить. Мастер разворачивает индикаторную стойку, упирает щуп во внутреннюю стенку гнезда и вращает вал. Ага, биение есть.

Вал ставят в токарный станок, базируясь по коренной шейке, и протачивают бьющее отверстие на 2 мм «в плюс». Затем запрессовывают в него стальную  втулку и протачивают посадочное место под подшипник первичного вала. Все – теперь подшипник сосен с шейкой, и приключений с коробкой не будет.

Подробности можно приводить еще и еще, но, как говорил Козьма Прутков, нельзя объять необъятное. Поэтому резюмируем: используя отличное знание коленчатых валов, применяя индивидуальный подход к каждому случаю, базируясь на современных технологиях и станочном парке, компания неизменно обеспечивает высокое качество ремонта.

И еще. Качество и опыт – вещи неразделимые. Об опыте «Механики» свидетельствует такая история. Однажды, еще в 90-х (так ли уж важна точная дата?) компанию посетили представители известной фирмы Кольбеншмидт. И среди прочего поинтересовались: а сколько валов вы делаете в своем цехе? Где-то штук пятнадцать, ответили в «Механике». В неделю, уточнили немцы? В день, пояснили в «Механике». Надо было видеть глаза гостей.

И в заключение рекомендуем к просмотру ролики. В них руководитель «Механики» Д.Н. Даньшов рассказывает о тонкостях шлифовальных технологий.

 

Автор: Юрий Буцкий, к.т.н.

Дефектовка коленчатого вала

Если блок цилиндров является «базой» автомобильного двигателя, то коленчатый вал Состоящий из одного или нескольких колен и нескольких соосных коренных шеек, опирающихся на подшипники. Каждое колено К. в. имеет две щеки и одну шейку для присоединения шатуна. Оси шатунных шеек смещены относительно оси вращения К. в.. выполняет другую важнейшую функцию — именно с него снимается полезная мощность на трансмиссию и навесные агрегаты. То есть собственно то, ради чего и нужен мотор. Если коленвал выйдет из строя, то неизбежна полная разборка двигателя для ремонта. Причём, в исключительных случаях, поломка коленвала приводит к тяжелейшим последствиям — вплоть до разрушения блока. Грамотная дефектовка коленчатого вала поможет не только определить причины поломок, но и сбережёт немало времени и сил при ремонте.

Дефект 1. Сильный износ и задиры на поверхностях коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Причины:

  • Недостаточное давление в системе смазки.
  • Недостаточный уровень масла в картере.
  • Некачественное масло.
  • Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.
  • Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.
  • Засорённый масляный фильтр.
  • Работа двигателя на грязном масле.

Действия:

  • Капитальный ремонт двигателя. Шлифовка шеек коленвала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей. В некоторых случаях — замена вала. Проверьте посадочные места под вкладыши коленчатого вала в блоке цилиндров и нижних головок шатунов, системы смазки и масляного насоса и при необходимости отремонтируйте или замените масляный насос. Прочистите, промойте и продуйте масляные каналы блока цилиндров и колен чатого вала. Проверьте системы охлаждения, при необходимости отремонтируйте её. Проверьте, при необходимости отремонтируйте системы питания.

Дефект 2. Сильный износ торцевых поверхностей под упорные полукольца коленчатого вала.

Причины:

  • Неисправность привода выключения сцепления.
  • Стоянка на месте с работающим двигателем и с выжатым сцеплением.
  • Движение с неполностью отпущенной педалью сцепления.

Действия:

  • При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется обработкой упорных фланцев в ремонтный размер с дальнейшей установкой утолщённых (ремонтного размера) полуколец. В некоторых случаях требуется замена коленчатого вала. Проверьте при вод выключения сцепления и в случае неисправности отремонтируйте его. Не держите без необходимости ногу на педали сцепления.

Дефект 3. Царапины на поверхности коренных и шатунных шеек коленчатого вала

Причины:

  • Большой пробег двигателя.
  • Попадание посторонних частиц в моторное масло.

Действия:

  • Проверьте исправность системы смазки.
  • Применяйте моторное масло надлежащего качества и регулярно, в предписанные производителем сроки, меняйте моторное масло и фильтр. При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.
    Примечание. Подобные следы являются косвенным признаком износа шеек коленчатого вала. Проверку износа, эллипсности и конусности каждой шейки следует выполнять так: с помощью микрометра промеряем каждую шейку в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и сравниваем полученные данные с размерами, предписанными производителем. Если полученный размер выходит за пределы указанных допусков, вал ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.

Дефект 4. Прогиб коленчатого вала.

Обязательно проверьте изгиб коленчатого вала. Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники. Вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб оси коленвала, вращая коленвал. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При необходимости произведите правку («выпрямление») коленчатого вала. Данная операция поможет выявить наличие трещин.

Дефект 5. Трещины коленвала.

Причины:

  • Причины перечислены ранее, в пункте 1. К появлению трещин в коленвале может также привести разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания в цилиндр посторонних предметов.

Действия:

  • Коленчатый вал ремонту не подлежит.
    Примечание. Определить наличие трещин и их размеры можно визуально или с помощью небольшого молотка. При ударе молотком должен раздаваться чистый, а не дребезжащий звук.

Дефект 6. Выработка и царапины на поверхности под сальники коленчатого вала

Причины:

  • Длительная работа двигателя.
  • Попадание посторонних частиц в моторное масло.
  • Неаккуратное обращение с коленчатым валом при замене сальников на двигателе.

Действия:

  • Замена коленчатого вала. При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При незначительной выработке возможна установка новых сальников с небольшим осевым смещением.

Дефект 7. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под штифты и втулки.

Причины:

  • Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы и маховики. Биение шкивов.
  • Последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Действия:

  • Замена коленчатого вала. В некоторых случаях возможно прорезание нового шпоночного паза или посадочного места под штифт или втулку. При сборке мотора с таким коленвалом требуется особое внимание при совмещении меток на шкивах или шестернях ГРМ.

Дефект 8. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Причины:

  • Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия:

  • Замена коленчатого вала. В исключительных случаях возможно нарезание резьбы большего диаметра.

Необходимо помнить: после ремонта коленчатый вал должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления загрязнений.

Тепловоз ТЭ2 | Коленчатый вал

Коленчатый вал служит для преобразования усилий (передаваемых через поршни и шатуны на его кривошипы) в крутящий момент, воспринимаемый валом генератора. Кривошипы коленчатого вала расположены под углом 120° -один относительно другого, за исключением кривошипов третьего и четвёртого цилиндров. При этом кривошипы третьего и четвёртого, второго и пятого и, наконец, первого и шестого цилиндров соответственно одинаково направлены (фиг. 22).

Для уменьшения веса и улучшения охлаждения шатунные шейки вала изготовлены полыми. Коренные шейки таких отверстий не имеют. Для прохода смазочного масла в коленчатом валу от коренных шеек к соседним шатунным через соединяющие их щёки просверлены косые отверстия диаметром 20 мм. В эти отверстия плотно поставлены стальные трубки с развальцованными с обеих сторон концами. В четвёртой коренной шейке косое отверстие отсутствует и имеется только отверстие глубиной 60 мм, предназначенное для вывёртывания нижнего вкладыша.

Каждый кривошип вала имеет по две щеки, плоскости которых с торцов выполнены в виде удлинённого восьмигранника. Поверхности щёк чисто обработаны со всех сторон. Верхние и нижние грани щёк обработаны по радиусам, причём со стороны шатунных шеек имеют коническую поверхность.

Коленчатый вал имеет шесть шатунных и семь коренных шеек, последними он опирается на подшипники рамы двигателя.

Средняя, четвёртая, коренная шейка коленчатого вала наиболее нагруженная, поэтому для уменьшения удельного давления на подшипник она сделана длиннее остальных.

Седьмая коренная шейка коленчатого вала упорная и имеет на конце бурт с полированной торцовой поверхностью.

Фиг. 23. Соединение коленчатого вала с якорем генератора: 1 — коленчатый вал; 2 -конусный бурт; 3 — корпус уплотнения коленчатого вала; 4 — кольцевая полость; 5-боль-шой фланец коленчатого вала; в -втулка; 7 -болт; « — фланец якоря главного генератора; 9 — центрирующий бурт; 10 — концевой вал; 11 — роликовый подтип ник; 12 -шпилька крепления статора; 13 — контрольный-штифт

За упорным буртом седьмой коренной шейки установлена ведущая разъёмная шестерня, передающая вращение распределительному валу, регулятору, топливному и водяному насосам. Число зубьев шестерни -60. Монтируется шестерня на призматической шпонке, для которой на шейке вала и одной половинке шестерни вырезаны пазы. Для соблюдения точности установки половинок шестерни на торцах этих половинок имеются два штифта. Зубья шестерни для уменьшения удельного давления и обеспечения плавности зацепления выполнены косыми. Шестерня прижата к коленчатому валу двумя разъёмными бугелями, обхватывающими цилиндрические поверхности шестерни с обеих её сторон. Плоскости торцов бугелей не совпадают с плоскостью торцов половинок шестерни, но параллельны ей. Половинки каждого бугеля стягиваются между собой двумя болтами, по одному с каждой стороны. Болты проходят через отверстия в бугелях, частью боковой поверхности входят в канавки, выфрезерованные на стыковых цилиндрических поверхностях половинок, шестерни, и точно фиксируют взаимное положение бугелей на шестерне. Головки болтов круглые со срезом на боковой поверхности, что предохраняет их от проворачивания. Гайки болтов бугеля корончатые и после затяжки шплинтуются.

Конусный бурт 2 (фиг. 23) коленчатого вала 1 за бугелем выполнен ступенчатым с плавным переходом от цилиндрической поверхности к конусной. При вращении коленчатого вала масло разбрызгивается с поверхности бурта внутрь рамы двигателя. В кольцевую выточку под цилиндрической поверхностью второго конуса входит с зазором 0,8 мм по всей поверхности выточки внутренний прилив корпуса 3 уплотнения коленчатого вала. Воздух, поступающий от вентиляторного колеса генератора в кольцевую полость 4, проходит по зазорам между кольцевой выточкой коленчатого вала и приливом корпуса к отжимает масло с поверхности меньшего конуса коленчатого вала внутрь рамы двигателя.

На конце коленчатого вала имеется фланец 5, усиленный галтелью со стороны вала. Фланец предназначен для жёсткого крепления к нему фланца 8 якоря главного генератора. Для центровки сопрягаемых фланцев на внешней торцовой поверхности фланца коленчатого вала имеется выступающий центрирующий бурт 9, а во фланце ротора генератора — соответствующая выточка. Е обоих сопрягаемых фланцах просверлено по 12 отверстий.

Отверстия в обоих фланцах развёртываются совместно, и в них запрессовывают стальные втулки б с упорными буртами. Болты 7 через втулки 6 проходят свободно и ввёртываются на резьбе в отверстия фланца якоря генератора. В головках болтов просверлены отверстия для попарной их шплинтовки проволокой после затяжки.

Во втулках 6 со стороны буртов имеются отверстия с нарезкой, служащие для установки съёмника при выпрессовке втулок.

Во фланце коленчатого вала имеются ещё два отверстия с нарезкой. Эти отверстия расположены между втулками на двух сторонах фланца и используются только при отсоединении якоря генератора от коленчатого вала. Два болта, ввёртываемые в эти отверстия, упираясь во фланец якоря генератора, сдвигают последний до выхода втулок 6 из отверстий фланца якоря. На противоположном конце коленчатый вал также имеет фланец 12 (см. фиг. 22), предназначенный для монтажа на нём стального поворотного диска. На цилиндрической поверхности этого фланца имеются три полуцилнндрн-чеекпе выточки, оси которых расположены под углом 120° одна относительно другой и совпадают с геометрическими осями шатунных шеек вала. Выточки сделаны для удобства обработки внутренних полостей шатунных шеек.

Поворотный диск 1 (фиг. 24) соединён с фланцем коленчатого вала шестью болтами, из которых два призонных. Посадка диска на бурт вала тугая. Гайки болтов корончатые и после затяжки шплинтуются каждая отдельно.

На цилиндрической поверхности поворотного диска, на равных расстояниях по окружности, просверлены 12 глухих отверстий 2, служащих гнёздами для установки рычага при проворачивании (бэксовании) коленчатого вала вручную. На внешнем торце поворотного диска отштампованы два кронштейна 3, ведущие поводок вала привода масляного насоса и вентилятора холодильника. В центре диска просверлено сквозное отверстие для хвостовика этого вала.

Диаметр коренных шеек коленчатого вала 240 мм, шатунных шеек 210 мм; радиус кривошипа 165 мм.

Коленчатый вал изготовлен по ГОСТ 704-52 из углеродистой стали 35 ГОСТ 1050-52.

Уход и ремонт. Вращение вала в подшипниках со знакопеременными нагрузками на него вызывает неравномерный износ коренных и шатунных шеек, ведущий к образованию овальности и конусности поверхности шеек. Чрезмерная овальность шеек приводит к увеличению трения и выдавливанию слоя баббитовой заливки, что в свою очередь ведёт к провисанию отдельных коренных шеек вала и, как следствие, к образованию трещин на шейках и щеках и поломке вала. Поэтому в процессе эксплуатации тепловоза необходимо установить периодический контроль и регулярное наблюдение за состоянием коренных и шатунных шеек коленчатого вала, регулярно следить за состоянием применяемого масла, не применять масло с повышенными механическими примесями, зольностью и пониженной вязкостью, влияющими на быстрее изнашивание шеек.

Фиі . 24. Поворотный диск: 1- диск; 2- глухне отверстия: кронштейны; -1 — поводок привода масляного насоса; 5 — сменный сухарь; і» — вал привода масляного насоса; 7—болты крепления поворотного диска

Фиг. 25. Пружинный резец: 1 -стержень резца; 2 — крепящий винт; 3 — победитовая вставка резца

Для определения овальности и биения коренных шеек применяют индикатор, стойку которого укрепляют на шпильке крепления подшипника, а ножку устанавливают на шейку на расстоянии примерно 15 мм от галтели, обеспечив ей свободное перемещение вверх и вниз. Вращением шкалы устанавливают стрелку индикатора в нулевое положение. Проворачивая коленчатый вал, замечают отклонение стрелки индикатора через каждые 45° (делают запись мелом на соседней щеке вала против места каждого замера). Затем индикатор переносят и устанавливают ножку на расстоянии 15 мм от второй галтели той же шейки. Проворачивают коленчатый вал на один оборот, замечая отклонение стрелки индикатора от пулевого положения через каждые 45 (отметки делают мелом на другой щеке). Таким же образом проверяют все коренные шейки коленчатого вала. При этом за нулевое (исходное) положение для каждой шейки принимают положение вала, при котором первая и шестая мотылёвые шейки находятся в верхнем вертикальном положении. Замер считают произведённым правильно; если стрелка индикатора после полного оборота вала займёт первоначальное, нулевое, положение.

По меткам, сделанным на щеках, определяют места расположения овальности и биения всех коренных шеек. Следует заметить, что замеры овальности и биения шеек, произведённые в раме двигателя, дают возможность лишь приблизительно судить о состоянии шеек коленчатого вала. Действительное состояние шеек коленчатого вала следует определять при среднем и капитальном ремонте на контрольной плите. Обмер диаметра шатунных шеек коленчатого вала производится микрометрической скобой размером 200-225 мм в трёх плоскостях по длине шейки при положениях кривошипа в в. м. т. и в горизонтальном положении. По полученным результатам замеров определяют овальность и конусность шатунных шеек.

При наличии овальности и конусности коренных и шатунных шеек более 0,20 мм, а также биений коренных шеек, превышающих 0,30 мм, вал должен быть подвергнут ремонту. Исправление шеек коленчатого вала в раме двигателя не рекомендуется, так как малейшие ошибки и неточность измерения при ремонте могут привести к нарушению геометрической оси коренных шеек вала, увеличению их биения и перекосу шатунных шеек.

Для того чтобы оси всех коренных шеек совпали, а также для устранения биения коленчатый вал устанавливают на токарный станок типа ДИП-500 для проточки и последующей шлифовки или доводки всех его коренных шеек до требуемого размера. При этом проточку галтелей коренных и шатунных шеек следует производить пружинным резцом, показанным на. фиг. 25.

Все коренные шейки обычно протачиваются под один ремонтный размер; как исключение, допускается обработка отдельных шеек под ближайший размер. Ремонтные градации для коренных шеек установлены через каждые .0,5 мм, а для шатунных — через каждые 0,25 мм.

При небольшом износе коренные и шатунные шейки могут быть приведены к требуемым геометрическим размерам путём слесарной обработки. Проверку правильности цилиндрической формы производят притирами. При этом для доводки первой, второй, третьей, пятой и шестой шеек используется один и тот же притир 6 (фиг. 26), по длине равный длине шейки. Для четвёртой и седьмой шеек используются притиры 5 и 7.

Притиры отливаются из бронзы или алюминия и протачиваются по диаметру коренных шеек с прртуском 0,10 мм, необходимым для шабровки и доводки самого притира по калибру. Как видно из фиг. 26, притиры 5, 6 и 7 представляют собой подобие вкладыша, обхватывающего 113 окружности шейки. Сверху притир имеет две ручки.

Для доводки коренных и шатунных шеек коленчатый вал должен быть установлен на специальный стенд, представляющий собой плиту с тремя люнетами. Коленчатый вал устанавливается на люнеты первой, четвёртой и седьмой коренными шейками и проверяется на отсутствие овальности, конусности, биения шеек, биение центрирующего бурта и на отсутствие перекоса шатунных шеек. Перед началом доводки коренные шейки опиливают по всей поверхности мелкой личной пилой. Затем поверхность притира покрывают тонким ровным слоем краски лазури и устанавливают притир на шейку, поворачивая его на шейке вала 2-3 раза. Сняв притир 5, спиливают мелкой (бархатной) пилой отпечатки краски на шейке. Опиливание ведут таким образом до тех пор, пока отпечаток краски не будет располагаться по всей шейке в виде мелких ровных пятен. Одновременно с опиливанием шейки ведут постоянный обмер её диаметра при помощи микрометрической скобы размером 225- 250 мм, определяя правильность формы шейки. Так осуществляется доводка всех коренных шеек, за исключением четвёртой и седьмой, для которых применяют удлинённые притиры. Доводка коренных шеек считается законченной при условии, если их овальность, биение и конусность в сумме не превышают 0,03 мм.

Фиг. 26. Установка коленчатого вала на контрольной плите: 1 — микрометрическая скоба; 2 — нутромер с индикатором; 3 — стойка для индикатора; 4 — индикатор; 5 -притир для четвёртой коренной шейки; в -притир для первой, второй, третьей, пятой, шестой коренных шеек; 7 -притир для седьмой коренной шейки; 8 — первая коренная шейка коленчатого вала; 9 — вторая шатунная шейка; 10 — индикатор; 11 — седьмая коренная шейка; 12 — большой фланец; 13 — центрирующий бурт; 14- люнет

Для исправления овальности, конусности и перекоса шатунных шеек требуется специальный дисково-радиальный станок, а потому шатунные шейки’чаще всего исправляют опиливанием мелкой личной пилон с последующе!’! доводкой притиром 6.

После доводки коренные и шатунные шейки подвергаются тщательной полировке сначала узкими лентами сухого наждачного полотна на стенде, а затем па токарном станке при помощи деревянных хомутов, в которые укладывают широкие ленты наждачного полотна, смазанные маслом.

После всех вышеуказанных операций коленчатый вал проверяют на контрольной плите.

В процессе эксплуатации имели место случаи прогиба коленчатых валов из-за выплавления вкладышей.

В зависимости от величины стрелы прогиба коленчатые валы с разрешения МПС могут подвергаться правке. Процесс правки обычно осуществляют следующим образом.

Коленчатый вал устанавливают в центра токарного станка (без люнетов) или на плиту (на двух крайних люнетах) так, чтобы наибольшая стрела прогиба была направлена вверх. На шейку или щеку вала устанавливают индикатор.

На шейку, имеющую наибольшую стрелу прогиба, накладывают намоченный асбест. В середине асбеста оставляют отверстие диаметром 50-60 мм. Через это отверстие вал подогревают газовой горелкой до температуры 200-250°. Затем подогретой части шейки дают медленно остывать.

При подогреве стрела прогиба обычно несколько увеличивается, но при остывании уменьшается сравнительно с первоначальной величиной. Так делают несколько раз, меняя только место нагрева на той же шейке до тех пор, пока коленчатый вал не приобретёт прямолинейной формы. Процесс правки занимает около 50-60 час.

В том случае, когда депо или мастерские не имеют контрольной плиты и больших специальных станков для проточки коренных и мотылёвых шеек вала, опиловку шеек производят следующим порядком: снимают картерпую раму вместе с валом с рамы тепловоза, затем вскрывают коренные подшипники и производят замеры радиальных биений коренных шеек и биений большого и малого фланцев вала. Так как фланцы вала никогда при ремонте не точат, а во время работы вала они не изнашиваются, то их геометрическая ось всегда совпадает с геометрической осью коренных шеек нового вала. Поэтому цилиндрические поверхности фланцев являются контрольными для определения геометрической оси всех коренных шеек вала при их опиливании. Для ремонта вал вынимают из рамы, укладывают на деревянные козлы, очищают медными скребками, шлифуют вручную шкуркой и проверяют электромагнитным дефектоскопом на отсутствие трещин. Затем все шейки обмеривают микрометрической скобой для определения износа. Если вал имеет износ более допустимого, то шейки должны быть опилены. Начиная опиливание шеек вала, следует помнить, что на коренных шейках после длительной работы образуются в средней части выступающие пояски. На ощупь можно определить сработавшуюся часть шейки, над которой этот поясок выступает, и несработавшуюся, где этот поясок почти незаметен. В первую очередь опиливают первую, четвёртую и седьмую коренные шейки. Для этого после выемки коленчатого вала из картерной рамы вынимают нижние вкладыши второго, третьего, пятого и шестого подшипников. Затем вал укладывают на три оставшихся старых нижних вкладыша и замеряют индикатором биения радиальных поверхностен обоих фланцев. Далее вал вынимают, укладывают на козлы и опиливают первую, четвёртую и седьмую коренные шейки в местах, соответствующих наибольшему биению (в первую очередь опиливают несработавшуюся часть шейки, т. е. ту, где поясок почти незаметен). После этого вал опять кладут в раму на те же три вкладыша и определяют биение фланцев. Теперь биение должно уменьшиться. Так повторяют до тех пор, пока биение большого фланца не дойдёт до 0,10 мм, а малого до 0,03 мм. После этого можно считать, что первая, четвёртая и седьмая шейки примерно введены в одну геометрическую ось с обоими фланцами.

Далее приступают к опиливанию остальных четырёх коренных шеек. Для этого определяют их биение на тех же трёх нижних вкладышах, ведя запись показаний индикатора на щеках шеек. Затем вынимают вал и на козлах ведут опиливание шеек в местах биений. Таким образом доводят биение этих шеек до 0,03 мм. Обычно 10-12 раз приходится укладывать коленчатый вал в раму и обратно при опиливании и доводке всех семи шеек.

После механической обработки коленчатый вал подвергается полной проверке, которая в основном состоит в следующем.

1. Коренные и шатунные шейки обмеривают микрометрическими скобами соответствующих размеров, причём диаметр каждой шейки замеряют в трёх местах по длине шейки и в трёх точках по её окружности. При этом овальность, конусность и бочкообразность всех шеек не должны превышать 0,02 мм. Крр-сетность, т. е. уменьшение диаметра в середине шейки, и рнфлёность шеек не допускаются.

2. Для проверки биения коренных шеек, определения перекоса шатунных шеек, развала щёк кривошипов и других проверок коленчатый вал укладывают первой, четвёртой и седьмой коренными шейками на три люнета, установленные на контрольной плите. Коленчатый вал устанавливают параллельно плите при помощи опор люнетов 14 (фиг. 26), снабжённых винтами, обеспечивающими вертикальное перемещение люнетов, и проверяют индикатором. После установки коленчатого вала на плите с точностью 0,01 мм на одном нз концевых его фланцев делают метку мелом, по которой определяют затем место биения каждой измеряемой шейки и полный оборот вала при проверке. Для проверки служит индикатор 10, укреплённый на стойке 3. Ножку индикатора устанавливают сверху на шейке на расстоянии 15 мм от галтели. Вращая вал, наблюдают за положением стрелки индикатора. Затем индикатор переносят к другой галтели той же шейки, и, проворачивая коленчатый вал также на полный оборот, следят за положением стрелки. Так проверяют биение всех коренных шеек. При этом максимальное отклонение допускается не более 0,03 мм.

3. Одновременно с проверкой биения коренных шеек производят проверку центрирующего бурта 13, радиальное биение которого допускается не бэлее 0,03 мм. В это же время проверяют биение бурта, расположенного между седьмой и восьмой шейками. Его биение допускают не более 0,05 мм. Биение поверхности большого фланца не должно превышать 0,1 мм.

4. Отсутствие перекоса шатунных шеек проверяют относительно геометрической оси коренных шеек. Каждую шейку проверяют при вертикальном и горизонтальном положеннях колена. Для осуществления этой проверки коленчатый вал проворачивают на люнетах и устанавливают таким образом, чтобы два кривошипа, расположенные под одним и тем же углом, заняли вертикальное положение. На одну из шеек этих кривошипов устанавливают индикатор 10 на расстоянии 15 мм от галтели и отмечают точно положение стрелки. Затем индикатор переносят к другой галтели той же шатунной шейки и снова отмечают отклонение стрелки. Разность отклонений стрелки индикатора и будет показывать перекос шейки относительно геометрической оси коренных шеек, ранее установленных (см. п. 2) параллельно плите по индикатору. Далее, не нарушая положения коленчатого вала, индикатор переносят па шейку другого кривошипа, стоящего в вертикальном положении, и таким же порядком определяют её перекос. Затем вал проворачивают на 90°, для того чтобы эти же кривошипы заняли горизонтальное положение, устанавливают индикатор на одну из шеек также на расстоянии 15 мм от галтели и замечают отклонение стрелки. То же делают при переносе индикатора к другой галтели этой же шейки. Разность отклонений стрелки покажет перекос шейки в горизонтальном положении кривошипа. Аналогично осуществляется проверка перекоса остальных шатунных ■шеек, причём как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях для новых или отремонтированных коленчатых валов величина перекоса не должна превышать 0,02 мм.

5. Угол развала кривошипов коленчатого вала проверяют на той же контрольной плите также индикатором 10. Для этой проверки коленчатый вал устанавливают таким образом, чтобы первый и второй кривошипы были направлены вверх от первой коренной шейки под углом 120°, а их шейки заняли горизонтальное положение относительно плоскости плиты, что определяется нулевым положением стрелки индикатора. Затем индикатор переносят на шейки шестого и пятого кривошипов, которые занимают такое же положение, и по отклонению стрелки определяют угол развала относительно первого и второго кривошипов. Отклонение допускается ±30′, или в линейном измерении не более 2,5 мм. При проверке углов развала последующих кривошипов коленчатый вал устанавливают так, чтобы второй и третий кривошипы были расположены вверх от любой коренной шейки под углом 120°. Затем индикатор переносят на шейки пятого и четвёртого кривошипа и по отклонению стрелки определяют угол развала относительно второго и третьего кривошипов. В таком же порядке определяют углы развала последующих кривошипов.

6. Длину радиуса кривошипов проверяют индикатором 10 и другим индикатором 4, установленным на специальном приспособлении. Для проверки необходимо коленчатый вал поставить в такое положение, при котором проверяемый кривошип будет занимать строго вертикальное положение. Затем при помощи индикатора 10 находят верхнюю точку шатунной шейки, производят замер этого расстояния от плоскости плиты и вычитают из полученного размера половину диаметра шатунной шейки. Далее при этой же установке вала вторым индикатором 4 находят верхнюю точку смежной коренной шейки, замеряют расстояние от плоскости плиты до этой точки и вычитают половину диаметра коренной шейки. Полученную величину вычитают из ранее произведённого замера. Результат вычитания и будет длиной радиуса кривошипа, равной 165 ± 0,2 мм.

7. Все галтели шеек, фигурные выточки и все линейные размеры проверяются при помощи специальных шаблонов, скоб, шткхмасов и других инструментов, предназначенных специально для этой цели.

Укладка коленчатого вала в раму двигателя производится на специальном стенде, состоящем из металлической плиты с простроганной поверхностью, уложенной на фундаменте. В плите имеются специальные пазы, в которые устанавливаются головки болтов для крепления двух чугунных балок. Нижние плоскости балок служат для крепления их к плите, а на верхние устанавливается рама двигателя. Плита стенда и укреплённые на ней установочные балки проверяются не реже одного раза в месяц линейкой длиной 3 м и уровнем длиной не менее 300 мм. При этом неточность допускается не более 0,10 мм на метр длины измерения.

Перед укладкой коленчатого вала в раму двигателя на постели в раме и в крышках наносят тонкий слой краски лазури. Затем укладывают на свои места вкладыши, закрывают их крышками и закрепляют гайками. Гайки при этом доводят до нормального положения, определяемого метками, нанесёнными на каждой шпильке и гайке сверху. В таком состоянии все вкладыши (кроме упорного) проверяют на прилегание их затылочных поверхностей к постелям в «раме и крышке. Щуп 0,03 мм не должен проходить на глубину боле? !0-15 мм от наружной торцовой кромки вкладыша. Одновременно проверяют зазор в шести местах между буртами упорного вкладыша и торцами постели, где зазор допускается в пределах от 0,03 до 0,10 мм, а разность зазоров должна быть не более 0,03 мм. При удовлетворительных замерах крышки снимают и вкладыши вынимают из постелей для осмотра. Отпечаток краски лазури на затылочной поверхности каждого вкладыша должен быть не менее* 80по всей поверхности. Вкладыши вторично укладывают в постели и при помощи прсставок, надетых на шпильки, зажимают в постелях гайкам».

Для предупреждения повреждения шеек коленчатого вала при его опускании в раму на шпильки первого, четвёртого и упорного подшипников ставят алюминиевые гайки-колпаки с конусными вершинами, которые служат направляющими при опускании и укладке вала в раму. После укладки вала на вкладыши вторично производят замер щупом 0,03 мм между затылочной поверхностью вкладыша и постелью рамы, а также между шейкой и баббитовой заливкой на дуге !20°. Если при этом щуп 0,03 мм не проходит от торца па длину более 15 мм, значит коленчатый вал на свои вкладыши уложен правильно. При наличии зазоров более 0,03 мм подбирают вкладыши следующей группы па 0,02-0,04 мм полнее. Замеры щупом 0,03 мм производят в четырёх положениях коленчатого вала, проворачивая его на 90°.

Проверка укладки коленчатого вала производится по краске. Для этой цели перед укладкой вала все его коренные шейки покрывают краской лазурью, укладывают вал в раму и проворачивают его на 2-3 оборота; затем вынимают вал из рамы и определяют прилегание шеек по отпечатку краски на вкладышах и при необходимости производят лёгкую подшабровку последних.

Иногда укладку коленчатого вала ведут по «натирам». В этом случае шейки вала протирают насухо, а шабровку вкладышей ведут по отблеску, образовавшемуся от натира шейки на поверхности баббита. Укладка вала по «натирам» считается более совершенной и тонкой, чем по краске, и применяется при укладке коленчатых валов на двигателях Д50.

Для получения требуемого зазора 0,12 мм в «усах» вкладышей производится шабровка нижней и верхней половинок вкладышей на длине 50 мм от плоскости разъёма. Половинки вкладышей пришабривают по шейкам вала или на специальных оправках, затем устанавливают в раму и производят предварительную затяжку гаек. Гайки затягивает торцевым ключом с ломиком длиной 300 мм один рабочий. Во избежание перекосов стыков вкладышей и плоскостей крышек затяжку гаек четвёртого и седьмого вкладышей следует производить крест-накрест. При окончательной затяжке гаек на шпильках пользуются тем же торцевым ключом, но уже с двумя ломиками длиной 1 000 мм. Затяжка производится двумя рабочими. Затяжку гаек обычно начинают со среднего, четвёртого, коренного подшипника, а затем поочерёдно крепят соседние — третий, пятый, второй, шестой и седьмой подшипники. 1Для того чтобы при переборке или ремонте двигателя гайки не перепутались, на каждой из них и на торце шпильки набиты порядковые номера с первого по восемнадцатый. Счёт ведётся от первого вкладыша, причём все нечётные цифры располагаются со стороны выпуска, а чётные — со стороны впуска.

После затяжки гаек крышек коренных подшипников радиальные зазоры на масло между шейками вала и вкладышами должны быть в пределах 0,12- 0,18 лш. Разность зазоров на одной шейке, замеренных с обеих сторон вкладыша, допускается не более 0,03 мм. Замер радиальных зазоров во вкладышах производят обычно щупом, состоящим из двух-трёх пластинок, что даёт более точные замеры. В упорном подшипнике зазор на масло и в «усах» проверяют наложением на шейку вала трёх-четырёх свинцовых проволок диаметром 1 мм перед затяжкой крышки с последующим измерением толщины сплющенных проволок. Непараллельность и перекос геометрических осей шеек вала в раме проверяют по отвесам и индикаторам, устанавливаемым с обоих торцов рамы. При этом разность показаний индикатора должна быть в пределах 0,03 мм. Торцовое биение плоскости фланца, предназначенного для привалки статора главного генератора, относительно оси коленчатого вала должно находиться в пределах 0,05 мм на диаметре 1 225 мм. Неточность устраняют шабровкой. Радиальное биение установочного бурта рамы относительно оси коленчатого вала допускается не более 0,1 мм. В обоих случаях биение проверяют индикатором, прикрепляемым на кронштейне к фланцу вала. Коленчатый вал при этом сдвигают к масляному насосу и плотно прижимают к наружному бурту упорного подшипника. В таком положении проверяют и торцовое биение большого фланца коленчатого вала, к плоскости которого крепится ротор главного генератора. Здесь биение допускается не более 0,05 мм. Кроме отвесов, радиальное биение коленчатого вала проверяют индикатором по бурту фланца диаметром 395 мм относительно оси коренных вкладышей; биение не должно превышать 0,03 мм. Осевой разбег седьмой шейки коленчатого вала в упорном вкладыше должен составлять 0,24-0,38 мм. При замере развала щёк в четырёх положениях на одном и том же радиусе от оси вала и в одном и том же кривошипе отклонение допускается не больше 0,05 мм. Большая величина развала щёк показывает на неправильную укладку коленчатого вала. Лёгкое проворачивание коленчатого вала одним человеком с помощью рычага длиной около 300 мм указывает, что укладка коленчатого вала в его коренные вкладыши произведена правильно. После укладки коленчатого вала в раму ставят корпус, предохраняющий от выбрасывания масла в сторону главного генератора, и производят привалку главного генератора к двигателю.

Привалка генератора. При привалке главного генератора статор его соединяют шпильками (см. фиг. 23) с фланцем рамы двигателя и предварительно закрепляют гайками. Затем производят привалку якоря генератора к фланцу коленчатого вала, соединяют их шестью временными (технологическими) плотными втулками и болтами. После этого производят центровку геометрических осей якоря и коленчатого вала. Центровка производится промером развала щёк четвёртого, пятого и шестого кривошипов коленчатого вала. При этом установлен допуск, не превышающий 0.05 мм. Развал щёк проверяют специальной микрометрической шпилькой (фиг. 27) с индикатором в четырёх положениях и на одном радиусе от оси вала, каждый раз проворачивая вал на 80°. Одновременно производят промеры воздушных зазоров между поверхностью якоря и главными полюсами статора. Зазоры эти должны быть в пределах 4 мм ±10%.

Фиг. 27. Проверка коленчатого вала по развалу щёк: о -схема установки микрометрической шпильки; б -микрометрическая шпилька

При неудовлетворительных результатах ослабляют шпильки крепления статора генератора и смещают статор относительно рамы в зависимости от предыдущих замеров или же подшабривают фланец рамы. Как известно, шпильки статора входят в отверстия фланца рамы с зазором, что даёт возможность сместить статор генератора относительно рамы на 0,7- 0,9 мм. После центровки ставят конические фиксирующие штифты. Вместе с центровкой производят проверку биения хвостовика концевого вала 10 (см. фиг. 23) якоря генератора по индикатору. Биение это не должно превышать 0,05 мм- Зазоры на масло в коренных вкладышах, замеренные до и после центровки, могут измениться не более чем на 0,01 мм.

После окончательной центровки статора и якоря главного генератора производится предварительная затяжка гаек крепления статора к раме двигателя. Затяжка производится одноконечным глухим ключом длиной 300 мм резким усилием одного рабочего. Порядок затяжки показан на фиг. 28.

Фиг. 28. Порядок затяжки шпилек н болтов при привалке гласного генератора к двигателю:

А — рама двигателя; Б — фланец коленчатого вала; 2′,..-отверстия во фланце рамы и порядок затяжки гаек; 1, 2____-отверстия во’флапц коленчатого вала и порядок постановки и затяжки прнзопных втулок и болтов

Фланцы якоря и коленчатого вала перед центровкой были соединены между собой шестью временными плотными втулками и предварительно затянуты ключом длиной 300 мм в последовательности, указанной на фиг. 28. Затем в той же последовательности затягивают их ключом длиной 2 ООО мм усилием двух рабочих, подтягивая каждый болт по полграни до полной затяжки. Оставшиеся шесть свободных отверстий развёртывают, ставят з них постоянные призонные втулки и болты и производят их затяжку по порядку, приведённому на фиг. 28. Затем освобождают и вынимают ранее поставленные шесть временных болтов, развёртывают освободившиеся отверстия, ставят постоянные втулки и болты и крепят аналогично предыдущим.

Коренные подшипники | Тепловоз ТЭ2 | Блок цилиндров

Комментарии перекрытия шейки коленчатого вала

Цельный (литой, кованый или цельный) коленчатый вал с подшипником скольжения является основой всех современных автомобильных двигателей.Для длительного срока службы сопротивление изгибу является существенным, а длина, количество и ширина коренных подшипников, а также способ крепления крышек коренных подшипников к блоку влияют на прямолинейность коленчатого вала.


Однако абсолютные и относительные размеры диаметра основной шейки, диаметра шейки шатуна и длины хода также влияют на жесткость.
«Перекрытие цапф» — это непрерывное поперечное сечение стали или чугуна в противовесе или опорной цапфе, разделяемое цапфой и цапфой стержня (как показано слева между двумя парами стрелок; щелкните изображение, чтобы увеличить его) .Большие шейки или более короткий ход увеличивают эту общую площадь и повышают жесткость.

Например: если бы диаметр коренной шейки и шатунной шейки составлял 2,00 каждая, а ход составлял 4,00, не было бы непрерывного поперечного сечения, соединяющего их. Две окружности, образованные журналами, касаются друг друга без перекрытия журналов; сила будет ограничиваться только перемычкой противовеса, соединяющей две шейки вдоль оси коленчатого вала (в продольном направлении).Если длина хода увеличивается, перекрытие шейки уменьшается, если одна или обе шейки не увеличиваются в размере.


В течение срока службы серии двигателей, поскольку размер увеличивается за счет увеличения хода, размер коренных и / или шатунных шейек увеличивается не только для увеличения грузоподъемности подшипников, но и для сохранения максимально возможной жесткости.
Смолл-блок V-8 от Chevrolet — хороший тому пример. Первоначально предложенные в 1955 году с ходом 3,00 дюйма, основные тяги были 2,30 дюйма с цапфами стержня 2,00 дюйма.Ход был увеличен в три раза за следующие 25 лет, и оба размера журналов также увеличились. Обычный расчет перекрытия журналов: Перекрытие цапфы = (OD главной цапфы + OD шейки стержня — длина хода)

07

Данные коленчатого вала Chevrolet V-8

Двигатель

Главный коромысел

Шатунная шейка

Длина хода

Зажигание коромысла

9000 265, 283

2.30 ”

2.00”

3.00 ”

.650”

Ранний 327

3,25 ”

.525”

07

2,45 ”

2,10”

.650 ”

350

3,48”

,535 ”

9007 2.65 ”

3,75”

.500 ”

Двигатель, приводимый в движение за счет эксцентрического уменьшения размера шейки штока, имеет меньшее перекрытие, потому что были изменены два фактора, и оба уменьшают перекрытие. Следует с осторожностью подходить к выбору более мелких стержневых журналов.
Абсолютно минимального значения перекрытия шейки не существует, коленчатые валы с отрицательным перекрытием были обычным явлением до Второй мировой войны. Однако приведенная выше формула рассчитывает только ширину указанной области, которая не является допустимым компаратором жесткости кривошипа.На мой взгляд, у него есть серьезный недостаток как инструмента в том, что он, по-видимому, присваивает один и тот же коэффициент безопасности перекрытию, создаваемому очень разными комбинациями компонентов. Область перекрытия журналов на самом деле представляет собой двумерную «линзу», ограниченную дугами двух перекрывающихся окружностей.
Например:
Chevrolet 283 с главой 2,30 дюйма, штоком 2,00 дюйма, ходом 3,00 дюйма: перекрытие 0,650 дюйма
Ford 385 Series с главой 3,00 дюйма, штоком 2,50 дюйма, ходом 4,20 дюйма: перекрытие 0,650 дюйма
Без учета других факторов эффективное перекрытие (фактическая общая площадь), конечно, сильно отличается, несмотря на идентичные линейные измерения, а сопротивление изгибу еще менее точное из-за относительно большего размера шейки Ford.

Плоская геометрия и тригонометрия обеспечивают решение, но, к сожалению, сложное; щелкните диаграмму, чтобы увидеть математический источник.


Для расчета перекрытия шейки в квадратных дюймах можно ввести диаметры двух цапф и длину хода, но, на мой взгляд, даже это не является окончательным.
У меня такое ощущение, что толщина линзы (простое сравнение диаметров шейки и хода, как предусмотрено традиционной формулой) более важна для предотвращения изгиба продольной оси кривошипа, но площадь линзы по-прежнему имеет значение против скручивания в других плоскостях.Следовательно, «индекс» общего сопротивления изгибу будет включать (по крайней мере) оба этих компонента и взвешиваться отдельно. Напряжение изгиба коленчатого вала выше по короткой оси линзы, поэтому для большего эффекта его следует «утяжелить».
Кроме того, площадь перекрытия полезна только по сравнению с меньшим из двух цапф (шейка стержня), поэтому относительные площади перекрытия шейки стержня и шейки являются еще одним компонентом.
коленчатый вал, коренная шейка, кривошип, шейка шатуна, толщина, шейка, перекрытие, жесткость, прочность, радиус, диаметр, расчет, передаточное отношение шатуна, формула

Смазочные характеристики шатуна и главного подшипника в различных условиях эксплуатации двигателя | Китайский журнал машиностроения

Метод и формулировка

Орбиты оси цапфы всех подшипников рассчитываются динамическим методом при анализе смазки всех шатунных или коренных подшипников [32].{3} \ frac {\ partial p} {\ partial y}} \ right) = 6 \ eta R_ \ text {b} \ left ({u \ frac {\ partial h} {\ partial \ theta} + 2R_ \ текст {b} \ frac {\ partial h} {\ partial t}} \ right), $$

(1)

где p — давление масляной пленки, h — толщина масляной пленки, η — динамическая вязкость смазочного масла, u = u j + u b , u j — скорость поверхности шейки, а u j = R j ω j , R j — радиус шейки, ω j — угловая скорость шейки, u b — скорость опорной поверхности, а u b = R b ω b , R b — радиус подшипника, ω b — угловая скорость подшипника.

Уравнение Рейнольдса решается методом конечных разностей.

Толщина масляной пленки [34]

$$ h = c + e \ cos (\ theta — \ psi) + \ delta, $$

(2)

где c — радиальный зазор подшипника, e — эксцентрическое расстояние подшипника цапфы, ψ — угол наклона подшипника, δ — изменение толщины масляной пленки, вызванное упругой деформацией втулки. поверхность подшипника под давлением масляной пленки, а упругая деформация поверхности втулки подшипника под давлением масляной пленки рассчитывается методом матрицы податливости.

Уравнение равновесия нагрузки

Если влияние инерции масляной пленки не учитывается, движение осей шейки подшипника соответствует второму закону Ньютона, то есть

$$ \ varvec {P} + \ varvec { F} = m _ {\ text {j}} \ frac {{{\ text {d}} \ varvec {v}}} {{{\ text {d}} t}}, $$

(3)

, где P — вектор нагрузки подшипника, F — результирующий вектор силы масляной пленки подшипника, v — вектор скорости осей шейки.{3}}} {12 \ eta} \ cdot \ left. {\ frac {\ partial p} {\ partial y}} \ right | _ {y = L} \ cdot R_ \ text {b} \ text {d} \ theta}. $$

Общий расход конечной утечки Q смазочного масла тогда определяется как

$$ Q = \ left | {Q_ {1}} \ right | + \ влево | {Q_ {2}} \ right |. {2 \ pi} {\ left ({\ frac {h} {2} \ frac {\ partial p} {{R_ \ text {j} \ partial \ theta}} + \ frac {u \ eta} {h}} \ right) R_ \ text {j} \ text {d} \ theta \ text {d} y}}.{720} {(F_ \ text {j}) _ {i} u} /720.$$

(6)

Результаты и обсуждение. 1200 об / мин и 3200 об / мин показаны на рисунках 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. В разных условиях работы двигателя есть большие различия в смазочных характеристиках подшипников, и есть очевидные различия в изменениях и числовых значениях орбит осей шейки, максимальных давлениях масляной пленки, минимальной толщине масляной пленки, расходах конечных утечек и коэффициентах трения подшипников в рабочем цикле двигателя.

Рисунок 5

Орбита оси шейки шатунного подшипника

Рисунок 6

Орбита оси шейки коренного подшипника № 2

Рисунок 7

Максимальное давление масляной пленки шатунного подшипника

Рисунок 8

Максимальное давление масляной пленки коренного подшипника № 2

Рисунок 9

Минимальная толщина масляной пленки шатунного подшипника

Рисунок 10

Минимальная толщина масляной пленки коренного подшипника № 2

Рисунок 11

Расход утечки на конце шатунного подшипника

Рисунок 12

Расход конечной утечки №2 коренных подшипника

Рисунок 13

Коэффициент трения шатунного подшипника

Рисунок 14

Коэффициент трения коренного подшипника № 2

Максимальное давление масляной пленки, минимальная толщина масляной пленки и средние потери мощности на трение шатунного подшипника и всех коренных подшипников в рабочем цикле двигателя при полной нагрузке двигателя и при 1200, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2800 и 3200 об / мин соответственно показаны в таблицах 4, 5, 6.

Таблица 4 Максимальные давления пленки шатунного подшипника и коренных подшипников при полной нагрузке и различной скорости Таблица 5 Минимальная толщина пленки шатунного подшипника и коренных подшипников при полной нагрузке и различной скорости Таблица 6 Средние потери мощности на трение шатунного подшипника и коренных подшипников при полной нагрузке и различной частоте вращения

При одинаковой нагрузке на двигатель максимальное давление масляной пленки шатунного подшипника в рабочем цикле двигателя обычно снижается с увеличением частоты вращения двигателя, а максимальное давление масляной пленки (372.52 МПа) шатунного подшипника при 1200 об / мин в 4,02 раза больше, чем (92,74 МПа) при 3200 об / мин, что показывает, что максимальное давление масляной пленки шатунного подшипника при более низких оборотах двигателя заметно больше, чем тот, который работает на более высоких оборотах двигателя при той же нагрузке на двигатель. Основная причина, по которой максимальное давление масляной пленки шатунного подшипника при более низких оборотах двигателя больше, чем при более высоких оборотах двигателя при той же нагрузке двигателя, заключается в том, что при одинаковой нагрузке на двигатель максимальная нагрузка на шатун составляет уменьшается в основном с увеличением оборотов двигателя, а максимальная нагрузка на шатун при 1200 об / мин заметно больше, чем при 3200 об / мин.

Когда нагрузка на двигатель одинакова, изменения максимального давления масляной пленки всех коренных подшипников в рабочем цикле двигателя отличаются друг от друга при изменении частоты вращения двигателя. Максимальное давление масляной пленки коренных подшипников № 1 и № 5 не претерпевает явных изменений при разных оборотах двигателя, максимальное давление масляной пленки коренных подшипников № 2 и № 4 больше при более низких оборотах двигателя, а максимальное давление. Давление масляной пленки коренных подшипников № 3 выше при более высоких оборотах двигателя.

При одинаковой нагрузке на двигатель минимальная толщина масляной пленки шатунного подшипника и всех коренных подшипников в рабочем цикле двигателя не меняются одинаково при изменении частоты вращения двигателя. Минимальная толщина масляной пленки шатунного подшипника и всех коренных подшипников в рабочем цикле двигателя при более высоких оборотах двигателя (3200 об / мин), как правило, меньше в дополнение к индивидуальным обстоятельствам.

При одинаковой нагрузке на двигатель средние потери мощности на трение шатунного подшипника и всех коренных подшипников увеличиваются с увеличением частоты вращения двигателя, а средние потери мощности на трение в шатунном подшипнике и всех коренных подшипниках являются наибольшими при более высокая частота вращения двигателя (3200 об / мин).

Максимальное давление масляной пленки, минимальная толщина масляной пленки и средние потери мощности на трение шатунного подшипника и всех коренных подшипников в рабочем цикле двигателя при 2200 об / мин при 20%, 40%, 60%, 80% и полном Нагрузки на двигатель приведены в таблицах 7, 8, 9.

Таблица 7 Максимальное давление пленки шатунного подшипника и коренных подшипников при 2200 об / мин и разном проценте нагрузки Таблица 8 Минимальная толщина пленки шатунного подшипника и коренных подшипников при 2200 об / мин и разном проценте нагрузки Таблица 9 Средние потери мощности на трение шатунного подшипника и коренных подшипников при 2200 об / мин и разном проценте нагрузки

При одинаковых оборотах двигателя максимальное давление масляной пленки шатунного подшипника и всех основных подшипников в рабочем цикле двигателя обычно увеличивается с увеличением нагрузки на двигатель, но максимальное значение максимального давления масляной пленки No.3 коренной подшипник появляется при меньшей нагрузке двигателя (40%).

При одинаковых оборотах двигателя минимальная толщина масляной пленки шатунного подшипника уменьшается с увеличением нагрузки двигателя, а максимальное значение появляется при полной нагрузке двигателя (100%). Минимальная толщина масляной пленки всех коренных подшипников не изменяется одинаково при изменении нагрузки двигателя, минимальные значения минимальной толщины масляной пленки коренных подшипников №№ 1, 4, 5 появляются при полной нагрузке двигателя (100 %), а также минимальные значения минимальной толщины масляной пленки №№.2, 3 коренных подшипника появляются при меньшей нагрузке на двигатель.

Когда частота вращения двигателя одинакова, средние потери мощности на трение шатунного подшипника и всех основных подшипников в рабочем цикле двигателя, очевидно, не изменяются с изменением нагрузки двигателя. Средние потери мощности на трение шатунного подшипника и всех коренных подшипников в рабочем цикле двигателя обычно немного увеличиваются с увеличением нагрузки двигателя в дополнение к отдельным нагрузкам двигателя.

Кроме того, соответствующие сравнения между смазочными характеристиками шатунного подшипника и одним из основных подшипников при одинаковых рабочих условиях двигателя (показаны в таблицах 4, 5, 6, 7, 8, 9) показывают, что максимальное количество масла Давление пленки шатунного подшипника в рабочем цикле двигателя больше, чем у всех коренных подшипников, минимальная толщина масляной пленки шатунного подшипника в рабочем цикле двигателя меньше, чем у всех коренных подшипников, а средняя сила трения потери шатунного подшипника в рабочем цикле двигателя меньше, чем у всех коренных подшипников.Кроме того, существует соответствующая разница между характеристиками смазки (максимальное давление масляной пленки, минимальная толщина масляной пленки и средняя потеря мощности на трение в рабочем цикле двигателя) всех основных подшипников друг друга в одном и том же рабочем состоянии двигателя, а некоторая разница больше .

Как проверить зазоры подшипников

Проверка и регулировка зазоров подшипников — один из наиболее важных аспектов конструкции двигателя. В этом сегменте мы погрузимся в механику измерения вашей кривошипа, шатунов и подшипников.

Простой факт заключается в том, что установка зазора подшипника для высокопроизводительного двигателя — это то, что нельзя сократить. Не существует быстрых и простых способов установить этот критический зазор, независимо от того, является ли двигатель круизным двигателем или дорожным животным, которое выдержит сотни миль жестокого обращения.

Мы рассмотрим основы измерения зазора подшипника и проиллюстрируем, как избежать ошибок. Для этого также потребуются некоторые важные измерительные инструменты. Скажем прямо: измерить зазор в подшипнике мощного двигателя невозможно с помощью Plastigage.Эти маленькие кусочки восковой нити не являются прецизионными измерительными приборами и не должны использоваться для определения зазора подшипника. Это может задеть чувства некоторых людей, но установка зазоров подшипников — процесс, который слишком важен, чтобы позволить что-либо, кроме ваших усилий.

Измерение зазора подшипника — один из тех шагов, которые предпринимают все хорошие производители двигателей для создания прочного и надежного основания вращающегося узла. Может быть утомительно пробовать разные ориентиры, чтобы поставить числа там, где вы хотите, но также полезно, когда вы все делаете правильно.

Для начала потребуются несколько инструментов и точных измерительных устройств. Это начинается с точного внешнего микрометра в диапазоне журналов, которые вы будете измерять. Существуют дешевые микрометры, которых следует избегать. Настаивайте на использовании микрометра, который будет измерять с точностью до 0,0001 дюйма. Это абсолютная необходимость.

Для измерения внутреннего диаметра коренного или стержневого подшипника потребуется индикатор внутреннего диаметра. Лучшие из них имеют точность до 0,0001 дюйма.С помощью этих двух инструментов вы можете быстро определить зазоры в любом двигателе.

Измерение зазора подшипника имеет смысл только в том случае, если числа точны, поэтому используйте качественные инструменты. Микрометр должен показывать показания с точностью до четвертого знака после запятой, а калибратор с круглой шкалой необходим.

Процесс несложный, но требует определенных навыков обращения с микрометром и снятия показаний. Также важно всегда обнулять микрометр перед его использованием. Стандарты обычно поставляются с микрометром вместе с инструментом для точной настройки микрофона.Все стандарты также откалиброваны для использования при температуре 68 градусов F.

Прежде чем мы перейдем к собственно процессу, было бы неплохо поговорить об общих допусках. Общепринятое правило, которое большинство производителей коленчатых валов предпочитают для уличных и высокопроизводительных двигателей, составляет 0,0010 дюйма на каждый 1 дюйм диаметра шейки шейки. Таким образом, для основной шейки малого блока 2,45 дюйма зазор подшипника будет составлять 0,0024 дюйма. Для шейки стержня меньшего размера 2,100 дюйма допустимый зазор будет 0,0021 дюйма. Допустимые заводские допуски на стандартном малоблочном Chevy намного шире, чем это.

Начните с измерения диаметра шатуна и коренной шейки коленчатого вала. Это означает использование качественного микрометра, способного измерять до 0,0001 дюйма. Это единственный способ убедиться, что ваши числа будут точными.

Начнем с измерения коренной шейки подшипника. Лучше всего измерять цапфу как минимум в двух разных плоскостях, чтобы определить диаметр и округлость. В идеале овальность должна быть нулевая, но можно увидеть отклонение от 0,0001 дюйма, которое может зависеть или не зависеть от точности измерения.В зависимости от области применения новые спецификации коленчатого вала требуют биения и конусности не более 0,0002 дюйма как для шатунов, так и для сети.

Измерьте шейку коленчатого вала и запишите диаметр на листе для всех шейек. Для нового коленчатого вала вы обнаружите, что шатуны и сеть, вероятно, будут варьироваться не более чем на +/- 0,0001 дюйма. Мы измерили коленчатый вал с малым блоком K1, и разница между шейками шатуна составила менее 0,0002 дюйма. Например, большинство наших стержневых цапф имеют размер 2.09951-дюймовый.

После измерения шейки пора установить индикатор внутреннего диаметра стержневых подшипников. Для начала мы установили наш индикатор диаметром чуть более 2100 дюймов, чтобы установить нагрузку на датчик. Затем мы установили наш микрометр на 2,1000 дюйма и поместили его в защищенные тиски, чтобы удерживать его на месте, пока мы устанавливаем циферблатный индикатор на ноль (0) при этой спецификации 2,100 дюйма.

Лучше использовать тот же микрометр, который использовался для считывания показаний цапф, чтобы установить нулевой зазор на индикаторе внутреннего диаметра.

После этого мы поместили стандартный набор шатунных подшипников в шатун и затянули болты до требуемого значения растяжения шатуна (от 0,0055 до 0,0060 дюйма). После того, как оба болта были вытянуты, мы помещаем стрелочный индикатор в отверстие для измерения вертикального масляного зазора прямо на уровне стержня. Важно всегда измерять масляный зазор в истинно вертикальной плоскости, поскольку все подшипники имеют эксцентриситет, обеспечивающий дополнительный зазор на линии разъема подшипников.Это делается для компенсации нагрузки, поскольку стороны корпуса подшипника будут защемлены внутрь на линии разъема при высокой нагрузке.

Наше первое измерение с использованием стандартного подшипника для этого приложения показало, что зазор составляет всего 0,0010 дюйма. Мы установили наш циферблатный индикатор на 2,100 дюйма, поэтому, поскольку размер шейки стержня номер один был 2,0994 дюйма, мы добавили 0,0006 дюйма к внутреннему диаметру подшипника, указанному на индикаторе отверстия с круговой шкалой. Это обеспечило истинный зазор подшипника 0,0016 дюйма, что меньше нашего минимального значения 0.0021. Это может быть связано с проблемой накопления допусков, которая является очень распространенной. Вот почему мы измеряем зазор подшипника.

Всегда измеряйте зазор подшипника в вертикальном положении. Все подшипники имеют встроенный эксцентриситет, который создает больший зазор на линии разъема. Рекомендуется измерить этот эксцентриситет примерно на 15-20 градусов от линии разъема, чтобы вы знали, что зазор достаточно, но опубликованный зазор будет находиться в вертикальном положении.

К счастью, все производители высокопроизводительных подшипников, такие как Federal-Mogul (Speed-Pro), Mahle-Clevite, King и другие, предлагают вкладыши подшипников различных размеров больше или меньше, чтобы производитель двигателей мог настраивать свои зазоры.В нашем случае Clevite предлагает подшипник 1X, который увеличивает зазор на 0,001 дюйма. Есть несколько методов, которые вы можете использовать, чтобы установить зазоры именно там, где вы хотите.

Например, добавление полного комплекта подшипников 1X теоретически добавит 0,001 дюйма, увеличивая зазор до 0,0026 дюйма. На этом двигателе мы решили установить зазоры в подшипниках шатуна прямо в соответствии со спецификацией шейки 0,001 дюйма на дюйм, что может быть достигнуто путем добавления только одной из двух половин вкладыша подшипника. Это приемлемая процедура, если вы никогда не смешиваете половинки скорлупы более 0.001 дюйм разница. Так, например, никогда не объединяйте половину 1X (+0,001 дюйма) с половиной -1 (0,001 дюйма), потому что толщина корпуса будет несовместимой.

При измерении зазора в коренном подшипнике в двигателях, таких как Chevys с малым и большим блоком, масляный насос установлен на задней главной крышке, всегда устанавливайте или моделируйте напряжение крутящего момента насоса на месте. Эта нагрузка обычно увеличивает зазор, особенно для литых главных крышек на складе. Необязательно монтировать насос целиком, подойдет только крепление.

При смешивании половинок гильзы более толстая половина гильзы должна быть помещена в нагруженную сторону отверстия в корпусе. Таким образом, в случае коренного подшипника более толстая половина вкладыша будет помещена в основную крышку, а в шатуне более толстая половина будет помещена в верхнее положение со штоком. Это создает ситуацию, когда под нагрузкой масляный зазор уменьшается на нагруженной стороне, поэтому более тонкая половина кожуха дает больше места для масла, поступающего в зону подшипника и поддерживающего смазку.

Всегда проверяйте зазор на обоих концах широких основных крышек, таких как этот упорный подшипник. Однажды мы измерили большой блок Chevy, у которого была коническая крышка, которая изменила зазор между передней и задней частью почти на 0,001 дюйма!

После измерения всех восьми зазоров в подшипниках шатуна и использования половин корпуса для установки зазоров, очень часто бывает, что разброс зазора между шатунами составляет от 0,0004 до 0,0005 дюйма. Допустим, наш самый свободный подшипник стержня имел размер 0,0028 дюйма, а самый плотный стержень — 0 мм.0023 дюйма — расширение 0,0005 дюйма. Мы обнаружили, что переключение самых тугих и слабых опор иногда может сблизить разброс. Для нашего двигателя мы измерили разброс всего 0,0003 дюйма.

Установка зазора подшипника не представляет особого труда, если вы работаете осторожно и дважды проверяете правильность всех цифр. Но как только вы это сделаете, вы просто убедитесь, что у двигателя есть большие шансы на получение мощности в течение очень долгого времени.

Стальные кривошипы , такие как кривошипы K1, используют большие радиусы галтелей на шейках шатунов, для которых требуются зауженные подшипники.Эти подшипники обычно имеют фаску, которая требует, чтобы подшипник был правильно установлен в штоке, при этом фаска подшипника должна совпадать с фаской на штоке. По этой причине подшипники обычно маркируются как «верхний» и «нижний».

Двигатели со слабыми «нижними концами»

ПУТЬ: Строительство и переоборудование лодок »Лодочное оборудование» Силовая установка »Двигатели»


СОДЕРЖАНИЕ СТРАНИЦЫ: ( щелкните , чтобы перейти к каждому разделу на этой странице )
⇒ Обзор, Введение, Предпосылки, Детали и т. Д.
⇒ Связанные СМИ: статьи, книги, журналы, документация, видео, веб-сайты и т. Д.
⇒ Связанные Веб-страницы EAB и страницы основных тем со ссылками.
⇒ Посетите нашу домашнюю страницу ЛЮБИМЫЕ СТАТЬИ. Спасибо нашим замечательным участникам .
⇒ 20 самых популярных статей этого месяца на нашем веб-сайте EAB .
⇒ Чего удалось достичь нашей некоммерческой академии Anchors Aweigh и ее веб-сайту EAB .
⇒ Участники должны войти в систему, чтобы получить доступ к разделам «Только для участников» на этом веб-сайте.
⇒ Станьте членом Академии и получите доступ к дополнительным страницам и программам!
⇒ Комментарии: Отправить в Комментарии ♥ EverythingAboutBoats.org (заменить «♥» на «@») .


ЧЕРНАЯ ТЯГА

Поршни с противоположным расположением сторон (обращены наружу с одним коленчатым валом) (плоские, боксерские и т. Д.)

Двигатели V-образной формы: V6, V8, V12, V16, V24 и т. Д. Двигатели W-образной формы

Слабый «нижний конец» является следствием конфигурации «V» цилиндра, когда коленчатый вал настолько короткий, что остается место для подшипников «нижнего конца» e.грамм. Коренные подшипники коленчатого вала и подшипники шейки шатуна настолько узкие, что подшипникам не хватает ширины, чтобы выдерживать нагрузку на оборотах.

Этот недостаток, однако, является общим для большинства двигателей с меньшим V-образным цилиндром, особенно с диаметром цилиндра менее 5 дюймов (127 мм), и возникает из-за общей короткой длины коленчатого вала.

Подшипник штока V8

Сравните ширину маленьких шатунных подшипников V8 выше с шириной рядных 4-х подшипников ниже, которые почти вдвое шире.

Рядные 4-х стержневые подшипники

При вдвое большем количестве поршней, подключенных к коленчатому валу V8, который обычно лишь немного длиннее рядного 4-цилиндрового коленчатого вала, просто не так много места для шатунных подшипников, коренных подшипников коленчатого вала и шатунов. Следовательно, подшипники и перемычки V8 должны быть намного уже, как показано на рисунках выше и ниже.

К сожалению, в случае подшипников скольжения любого типа, таких как подшипники коленчатого вала, чем уже подшипники, тем сложнее поддерживать адекватную масляную пленку между поверхностью подшипника и коленчатым валом, чтобы выдерживать большие нагрузки дизельного двигателя с высокой степенью сжатия. особенно под нагрузкой на высоких оборотах.

Detroit Diesel 8.2 Коленчатый вал

Несмотря на то, что пальцы шатуна на кривошипе V8 являются самыми широкими шейками на кривошипе, при сборке кривошип V8 будет иметь два шатуна, насаженных на каждую шейку шатуна, оставляя мало места для каждого отдельного подшипника шатуна.

Коленчатый вал V8 с двумя шатунами, прикрепленными к каждой шейке шатуна.

На рисунках выше и ниже легко увидеть, насколько узкими должны быть стержневые подшипники.Обратите внимание на два отверстия для подачи масла на шейку шатуна (по одному на каждый шатун. В полностью герметичной системе смазки масло подается в центр каждого подшипника, так что оно может образовывать масляную пленку между шейкой коленчатого вала и поверхностями подшипников, поскольку оно продвигается к внешним краям подшипника, где оно разбрызгивается и разбрызгивается вокруг картера при вращении коленчатого вала. Масло имеет тенденцию выходить из узких подшипников намного быстрее. Чем шире подшипники, тем больше масла между поверхностями подшипника и коленчатого вала чтобы выдерживать нагрузку, и тем медленнее масло вытесняется между металлическими поверхностями коленчатого вала и подшипников, следовательно, широкие подшипники могут нести более высокие нагрузки.Чем больше диаметр цилиндра, тем длиннее коленчатый вал и, следовательно, больше места для более широких подшипников. Двигатели V8 с диаметром цилиндра больше 6 дюймов обычно имеют достаточно места на более длинном коленчатом валу для широких подшипников и т. Д.

Detroit Diesel 8.2 Коленчатый вал — иллюстрация.

Обратите внимание на то, насколько узкими являются пять шеек коренных подшипников, особенно по сравнению со вторым ниже 4-цилиндровым коленчатым валом. Подробнее о коренных подшипниках мы поговорим чуть позже.

Еще одна проблема с любым маленьким коленчатым валом V8 — это узкие перемычки коленчатого вала, которые намного слабее и, следовательно, гораздо более склонны к поломке, как показано ниже.

Коленчатый вал V8 со сломанной перемычкой возле переднего конца коленчатого вала (слева).

Для сравнения: рядный 4-цилиндровый коленчатый вал, расположенный непосредственно под ним, при сборке которого на шейку будет устанавливаться только один стержень, может иметь гораздо более широкие стержневые подшипники. И обратите внимание на гораздо более широкие шейки коренных подшипников, на которые можно установить гораздо более широкие основные подшипники.Также обратите внимание на более широкие и более прочные перемычки кривошипа между шейками подшипников.

Detroit Diesel 4-53 4-цилиндровый 2-тактный коленчатый вал.

Показанный выше рядный 4-цилиндровый коленчатый вал имеет 5 коренных подшипников. Ребра кривошипа, а также ширина и диаметр коренных и стержневых подшипников были оптимизированы, чтобы выдерживать напряжение и нагрузку двигателя с высокой степенью сжатия и высокой выходной мощностью. Для сравнения: коленчатый вал V8 имеет такое же количество коренных подшипников для вдвое большего количества цилиндров, а шейки коренных подшипников V8 намного уже.На картинке ниже вы можете увидеть, насколько тесным может быть небольшой картер двигателя V8. Просто не хватает места для стержневых подшипников или коренных подшипников, чтобы они были достаточно широкими, чтобы выдерживать большие нагрузки, создаваемые двигателем с высокой степенью сжатия и высокой выходной мощностью.

Обратите внимание, что коренные шейки подшипников коленчатых валов V8, показанные на иллюстрации и рисунках выше, были увеличены в диаметре, чтобы увеличить поверхность подшипника, чтобы компенсировать их узость. Но в какой-то момент это становится контрпродуктивным, потому что увеличенный диаметр увеличивает скорость поверхности подшипника скольжения, что затрудняет поддержание маслом соответствующей толщины масляной пленки при более высоких оборотах.Для сравнения: коренные подшипники кривошипа с 4 цилиндрами могут быть шире, чтобы им было легче поддерживать толщину масляной пленки и выдерживать нагрузки, следовательно, шейки могут быть меньшего диаметра, чтобы снизить скорость поверхности подшипника. Вот почему рядные двигатели с более широкими подшипниками и более прочными шатунами коленчатого вала и коренные подшипники между каждым цилиндром могут заряжаться воздухом (например, с помощью турбонагнетателя) для надежной выработки более чем вдвое большей мощности на единицу рабочего объема, чем у небольшого V8. Эти более мощные рядные дизельные двигатели с воздушным наддувом также могут работать чище и с меньшими выбросами.Это преимущество подробно обсуждается в нашей статье под названием «Топливные основы».

Двигатели с более длинным ходом поршня обладают тем преимуществом, что обычно создают гораздо более высокий крутящий момент при более низких оборотах коленчатого вала (об / мин). Многие малые двигатели V8 имеют ход намного короче, чем у большинства других дизельных двигателей такого объема. Это просто немного «под квадрат» с диаметром цилиндра 108 мм и ходом поршня 112 мм. Помимо уменьшения высоты двигателя, более короткий ход также имеет то преимущество, что снижает нагрузку на «нижнюю часть».К сожалению, любой из этих двигателей с коротким ходом, почти квадратным или избыточным квадратом производит меньший крутящий момент и должен быть настроен для работы на более высоких оборотах для получения максимальной мощности, которая ограничена их увеличенными скоростями поверхности подшипников скольжения коленчатого вала. К сожалению, с увеличением поверхностной скорости подшипника увеличивается износ подшипника, а вместе с ним и риск выхода подшипника из строя.

Заключение

Приведенные выше сравнения показывают, почему меньшие двигатели V8, в которых не хватает места для более широких подшипников коленчатого вала и более прочных шатунов коленчатого вала, не способны обеспечивать более высокую выходную мощность по сравнению с рядными двигателями сравнимого объема.Это некоторые из основных причин, по которым большинство производителей дизельных двигателей отказались от производства небольших двигателей V8 и приняли рядные конфигурации, особенно 6-цилиндровый рядный с турбонаддувом и 7 основными подшипниками, такие как двигатели Cummins серий B и C. В случае двигателей V8 с диаметром отверстия более 5 дюймов (127 мм) они длиннее и, следовательно, имеют больше места для более широких подшипников коленчатого вала и более прочных пластин коленчатого вала, что означает, что они могут иметь гораздо более прочные «нижние концы» и, следовательно, более высокую выходную мощность на смещения единицы, то их меньшие, более короткие и более слабые младшие братья.

+

В двигателях V8 два шатуна часто устанавливаются на одну и ту же шейку (или штифт) шатуна коленчатого вала. Это можно увидеть на изображении GM V8 ниже. В иллюстративных целях установлены не все стержни. К крайней левой цапфе прикреплены два стержня (# 1 и # 2) (# 1 хорошо виден), к следующей журнале справа прикреплен один стержень (# 3), а к следующим двум цапфам справа стержни не прикреплены. . Отверстия для подачи масла в шатунный подшипник хорошо видны в крайней правой цапфе (№7 и №8).Также хорошо видны очень узкие крышки коренных подшипников. Этот двигатель имеет два болта крепления крышек коренных подшипников к блоку. Высокопроизводительные двигатели V8 часто имеют «четыре болта» для увеличения прочности крышки коренного подшипника.

Нижний конец — GM 350 Small Block Chevy V8

В меньших V-образных двигателях с очень короткими коленчатыми валами, как указано выше, и двигателе Detroit Diesel 8,2 литра V8 очень мало места для коренных подшипников коленчатого вала, противовесов коленчатого вала и шатунных подшипников, поэтому подшипники имеют тенденцию быть слишком узкими для нагрузки.Detroit Diesel 8.2 оснащен воздушным наддувом (с турбонаддувом) до 149 кВт или 200 лошадиных сил для морских перевозок просто потому, что недостаточно места для достаточно широких подшипников, чтобы справиться с более тяжелыми нагрузками из-за большей мощности и крутящего момента. Таким образом, 8.2 рассчитан на менее 0,3 кВт или 0,4 лошадиных силы на кубический дюйм рабочего объема. V-образные двигатели объемом более 2 литров на цилиндр обычно имеют достаточно места для подшипников, достаточно широких, чтобы выдерживать нагрузки. В линейных двигателях всех размеров достаточно места для более чем подходящих подшипников.Вот почему рядные дизельные двигатели могут быть заряжены воздухом (например, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением), чтобы превышать одну лошадиную силу на кубический дюйм рабочего объема, и при этом они могут работать в очень тяжелых условиях.

+.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не все 4-цилиндровые рядные двигатели имеют 5 коренных подшипников, поддерживающих коленчатый вал. Некоторые легкие 4-цилиндровые рядные двигатели имеют только 3 основных подшипника (как показано ниже) и поэтому не могут обеспечивать такую ​​же выходную мощность, как сопоставимые 4-цилиндровые рядные двигатели с 5 коренными подшипниками.Аналогичным образом, некоторые 6-цилиндровые рядные двигатели для легких режимов работы имеют только 4 основных подшипника вместо 7, а некоторые рядные 8-цилиндровые двигатели (рядные восемь) имеют только 5 основных подшипников вместо 9 и т. Д.

ПРИМЕЧАНИЕ. Ультралегкий 4-цилиндровый рядный бензиновый двигатель Atomic-4 имеет только 2 основных подшипника. По одному на каждом конце коленчатого вала, как показано ниже. Вместо средней шейки коренного подшипника между шейками штока №2 и №3 имеется просто противовес для уменьшения изгиба и вибрации.Обратите внимание на ширину шейки коренных подшипников и шатунных подшипников на коленчатом валу Atomic-4 ниже по сравнению с гораздо более узкими шейками на небольших коленчатых валах V8, показанных выше.

Атомик-4 Коленчатый вал

ПРИМЕЧАНИЕ. Удивительно, но некоторые малые двигатели V8 имеют менее 5 основных подшипников. Например, популярные сверхлегкие бензиновые двигатели Ford V8 с плоской головкой 1930-х, 40-х и начала 50-х годов имели только 3 коренных подшипника. По одному подшипнику на каждом конце коленчатого вала и по одному посередине, как показано ниже.Как ни странно, это дает некоторое преимущество. За счет уменьшения количества коренных подшипников на два, остается дополнительное пространство для трех оставшихся коренных подшипников, что позволяет сделать их немного шире. Перемычки кривошипа также были толще и прочнее. Тем не менее, двигатель V8 Ford с плоской головкой общепризнан как имеющий довольно слабую «нижнюю часть», в первую очередь из-за наличия всего 3 основных коренных подшипников, с их довольно слабыми крышками коренных подшипников «на два болта» и, конечно же, из-за два шатуна с узкими подшипниками прикреплены к каждой шейке шатуна, как у большинства маленьких V8.К счастью, в заводской конфигурации «нижняя часть» этого двигателя не нагружается из-за небольшого диаметра цилиндра, короткого хода, низкой степени сжатия и низкой выходной мощности. Но при модификации для высокопроизводительных гонок слабые стороны «нижнего конца» начинают проявляться в быстром износе подшипников, вращающихся подшипниках, заброшенных шатунах и сломанных шатунах.

Бензиновый двигатель V8 Ford с плоской головкой, нижний конец.

Из-за этих явных недостатков Detroit Diesel так и не выпустила 8.2 двигателя для получения очень высокой выходной мощности (см. Таблицу технических характеристик двигателей далее в этой статье). К счастью, в автомобильном применении двигатель редко работает на более высокой выходной мощности в течение длительного времени, обычно только во время разгона и при подъеме на холмы. Доказано, что если двигатель 8.2 намеренно работает на пониженной мощности (ниже 80%) путем переключения на пониженную передачу и ослабления дроссельной заслонки, то это помогает ему выжить. В морских условиях это достигается за счет уменьшения шага гребного винта, предотвращения любого быстрого ускорения и, при необходимости, снижения крейсерской скорости судна.К сожалению, это часто вызывает чрезмерное накопление углерода и связанные с этим проблемы, в том числе «пропуски зажигания инжектора». Поскольку регулярная работа на полном газу (боковая скорость) для выдувания углеродной сажи НЕ рекомендуется с 8.2, поскольку это часто приводит к выходу из строя прокладки головки блока цилиндров или катастрофическому отказу подшипников, необходимо использовать другие способы уменьшения накопления нагара. К сожалению, преимущества «впрыска воды» ограничены, потому что 8.2 не следует запускать на полностью открытой дроссельной заслонке, когда большая часть сажи будет удалена.Но добавление определенных присадок к топливу, уменьшающих углерод (и очищающих форсунки), может быть весьма полезным.

+

Неравномерный двигатель V6 (-putt-putt-putt-putt-putt-putt-), такие как Buick Special (225 кубических дюймов), стали популярными на лодках в 1960-х годах, когда они были промаркированы OMC и обозначены как «OMC». «Джонсон» и «Эвенруд»). Коленчатый вал был похож на коленчатый вал V8, поскольку два шатуна были установлены бок о бок на каждой очень широкой шейке шатуна. Шатунные шейки, конечно же, были установлены на 120 ° друг от друга вместо фазировки поршня на 90 ° в случае коленчатого вала V8.Этот «нижний конец» V6 унаследовал те же недостатки, что и «нижний конец» небольших двигателей V8, описанных выше, из-за его короткого коленчатого вала, в котором не хватало места для перемычек и подшипников коленчатого вала.

Двигатели V6 с равномерным режимом работы, как правило, имеют самые слабые «нижние концы» из всех из-за смещенных на 30 ° (или «смещенных») шатунных шейек, которые оставляют еще меньшую ширину для перемычек и подшипников коленчатого вала. Большинство современных двигателей V6 имеют конструкцию равномерного горения.
Обратите внимание на то, насколько узкие и слабые перемычки коленчатого вала между соседними шейками шатуна.
+
Прямой (рядный) двигатель из Википедии
Рядный двигатель (воздухоплавание) из Википедии
Crossplane из Википедии Двигатель
V6 из Википедии
Двигатель V8 из Википедии Двигатель
W из Википедии
+


Носители с полужирным заголовком входят в нашу библиотеку Академии!
Члены Академии могут просматривать Медиа, щелкнув ссылку Полужирный заголовок , чтобы перейти на страницу обзора EAB
, а затем прокрутив страницу вниз до раздела «Библиотека Академии», чтобы найти ссылку.

Чтобы упорядочить приведенные ниже списки носителей по алфавиту, каждая ведущая грамматическая статья
(«The» — «A» — «An») была перемещена в конец заголовка.
DS = Код источника данных

⇒ Media Directory в разработке ⇐

ТИП НОСИТЕЛЯ:
НАЗВАНИЕ: Субтитры — Создатели (Авторы, редакторы, иллюстраторы, +) — Источник (Издатели, +) DS
Артикулов:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e
Сообщения форума:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e
Книг:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e
Журналы:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e
Документация:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e
Видео:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e
Сайты:
T itl e — + (N ote s) — C reato r — S ourc e

Если медиа необходимо добавить в этот список, отправьте информацию или ссылку по электронной почте Кому:
Редактор ♥ EverythingAboutBoats.org (заменить «♥» на «@»)


ЕЩЕ НЕ ЧЛЕН АКАДЕМИИ?
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать, как стать участником и получить ПОЛНЫЙ доступ к
тысячам развернутых страниц и десяткам отличных программ, включая нашу библиотеку!

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть ВСЕ книги, журналы, видео и т. Д. В нашей библиотеке Академии.
Медиа также перечислены по категориям на тематических страницах на правой боковой панели ⇒
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы пожертвовать любые книги, журналы или видео и т. Д.в нашу библиотеку.


2 — СТРОИТЕЛЬСТВО И УСТАНОВКА ЛОДОК (Включая строительство и переоборудование лодок «СДЕЛАЙ САМ»).
2.1 — Школы проектирования лодок .
2.2 — Дизайнеры лодок (корабельные архитекторы, планы лодок, комплекты и т. Д.).
2.3 — Устав и стандарты .
2.3.1 — Законы по странам .
2.3.1.1 — Законы: Канада .
2.3.1.2 — Законы: Соединенное Королевство .
2.3.1.3 — Законы: США .
2.3.2 — Отраслевые стандарты .
2.3.2.1 — Международная морская организация (IMO) .
2.3.2.2 — Международная организация по стандартизации (ISO) .
2.3.2.3 — Американский совет по лодкам и яхтам (ABYC) .
2.3.2.4 — Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) .
2.3.3 — Классификационные общества .
2.3.3.1 — Регистр Ллойда .
2.3.3.2 — Американское бюро судоходства .
2.4 — Инструменты и оборудование для строительства лодок (поставщики, спецификации, руководства, отзывы и т. Д.).
2,5 — Материалы для лодок (поставщики, спецификации, руководства, отзывы и т. Д.).
2.5.1 — Дерево .
2.5.2 — Металл: железо, сталь, алюминий, медь и т. Д. .
2.5.3 — Ферроцемент .
2.5.4 — Композиты FRP: стекловолокно, углеродное волокно и т. Д. .
2.6 — Лодочное оборудование (поставщики, спецификации, руководства, обзоры, отзывы и т. Д.).
2.6.1 — Рулевое управление и подруливающие устройства .
2.6.2 — Стабилизаторы и накладки .
2.6.3 — Устройства для обезвоживания (резервуары, трюмные насосы и т. Д.).
2.6.4 — Защита от гальванической коррозии .
2.6.5 — Проходы и отверстия корпуса (сквозные люки, иллюминаторы, люки и т. Д.).
2.6.6 — Палубное оборудование и оборудование .
2.6.6.1 — Наземные снасти .
2.6.6.2 — Орудия промышленного рыболовства .
2.6.7 — Оснастка (Типы установок, Постоянная оснастка, Спусковая оснастка, поставщики, монтажники и т. Д.).
2.6.7.1 — Паруса (Типы парусов, аэродинамика, производители, производители парусов и т. Д.).
2.6.8 — Двигательные установки (типы, конфигурации, характеристики, системы управления и т. Д.).
2.6.8.1 — Двигатели (Производители, Маринизаторы, Торговые посредники и т. Д.).
2.6.8.2 — Интерфейсы двигателя и судовой шестерни (спецификации SAE, демпферные пластины, промежуточные валы и т. Д.).
2.6.8.3 — Судовые шестерни (реверсивная, понижающая; механическая, гидравлическая).
2.6.8.4 — Вал (карданные валы, муфты, уплотнения, подшипники, стойки, ключи, гайки и т. Д.).
2.6.8.5 — Винты .
2.6.9 — Электрические системы: постоянный и переменный ток (постоянный ток, переменный ток и т. Д.).
2.6.9.1 — Вспомогательные генераторы .
2.6.9.2 — Преобразователи постоянного тока в переменный .
2.6.10 — Системы навигации и связи .
2.6.11 — Защитное оборудование (спасательные плоты, PFD, противопожарное оборудование, сигнализация, медицинские комплекты и т. Д.).
2.6.12 — Бытовые системы .
2.6.12.1 — Системы сжиженного нефтяного газа .
2.6.12.2 — Обогрев и охлаждение кабины .
2.6.12.3 — Приборы на камбузе (Холодильное оборудование, камбузные печи, системы LPG / CNG).
2.6.12.4 — Системы водоснабжения и канализации .
2.6.12.5 — Удаление мусора .
2.6.12.6 — Мебель (Мебель, покрытия, развлечения, погода и т. Д.).
2.6.13 — Личное снаряжение .
2.6.13.1 — Дайвинг (коммерческий и спортивный).
2.6.13.2 — Рыбалка (Спорт).
2.6.13.3 — Парусный спорт (Снаряжение для непогоды, ремни безопасности и т. Д.).
2.6.13.4 — Racing (парус, оффшор, моторная лодка, гидроплан и т. Д.).
2.6.13.5 — Водные виды спорта (серфинг, лыжи, интернат, тюбинг и т. Д.).
2.6.14 — Тендеры .
2.6.15 — Лодочные прицепы .
2.7 — Морские поставщики по странам .
2.7.1 — Морские поставщики: Канада .
2.7.2 — Морские поставщики: Великобритания .
2.7.3 — Морские поставщики: США .
2.8 — Школы судостроения и ремонта .
2.9 — Судостроители: A∼Z и типы судов .
2.10 — Судостроители по странам .
2.10.1 — Судостроители: Канада .
2.10.2 — Судостроители: Великобритания .
2.10.3 — Судостроители: США .
2.10.3.1 — Судостроители согласно US MIC .
2.11 — Переоборудование лодок по странам (верфи, лодочные верфи, такелажники, ремонтные мастерские и т. Д.).
2.11.1 — Переоборудование лодок: Канада .
2.11.2 — Ремонт лодок: Великобритания .
2.11.3 — Ремонт лодок: США .
2.12 — Строительство и переоборудование лодок своими руками (включая: поиск и устранение неисправностей и ремонт).

15 — Сделай сам (Сделай сам):
15.1 — Сделай сам: Строительство и переоборудование лодок (включая: техническое обслуживание, устранение неисправностей и ремонт).
15.2 — Сделай сам: Продажа частных лодок (покупатели и продавцы).
15.3 — Сделай сам: Осмотр лодок (предпродажа, покупка, продажа, переход, ходовые испытания и т. Д.).
15.4 — Сделай сам: Школы и классы (Строительство лодок, переоборудование, осмотр, устранение неисправностей, ремонт и т. Д.).

16 — НОСИТЕЛИ: w / Creator Directory (авторы, редакторы, издатели и т. Д.) + Библиотека для выдачи.
16.1 — Статьи: (включая сообщения на форуме, технические советы, технические заметки и т. Д.).
16.2 — Книги: (переплет, электронные книги и т. Д.).
16.3 — Журналы: (включая старые выпуски и т. Д.).
16.4 — Документация по продукту: (спецификации, установочные чертежи, руководства, каталоги запчастей и т. Д.).
16,5 — Видео: (практические руководства, документальные фильмы, путевые заметки и т. Д.).
16.6 — Веб-сайты: (со ссылками).

+


Если на этой веб-странице есть что-то, что нужно исправить, сообщите нам об этом по электронной почте Кому:
Editor ♥ EverythingAboutBoats.org (замените «♥» на «@»)

ЭТА СТАТЬЯ ЕЩЕ РАЗВИВАЕТСЯ!
Страница может содержать черновики, включающие исходные материалы.



Посетите нашу домашнюю страницу ЛЮБИМЫЕ СТАТЬИ
, чтобы увидеть примеры полного содержания нашего веб-сайта!

Спасибо нашим замечательным авторам за постоянный поток статей, а также нашему преданному делу добровольческому персоналу, который сортирует, полирует и форматирует их, каждый день мы приближаемся к нашей цели
Все о лодках.Если вы хотите отправить статью,
См. Раздел «Отправка статей».

— ТОП-20 САМЫХ ПОПУЛЯРНЫХ СТАТЕЙ —

Ford Industrial Power Products Дизельные двигатели
Как определить дизельные двигатели Ford
Ford 2715E
Lehman Mfg. Co.
Detroit Diesel 8,2
Universal Atomic 4
Подвесные двигатели Chrysler & Force
Подвесные двигатели Eska
Двигатели Perkins
ZF Friedrichshafen AG
Allison Передача данных
American Marine Ltd (Гранд Бэнкс)
Инспекция судов
Типы морских изысканий
Морские инспекторы по странам
Строители лодок По MIC
Beta Marine
Waterwitch
Американский советник по лодкам и яхтам (ABYC)
USCG NVIC 07-95 Руководство по инспектированию , Ремонт и обслуживание деревянных корпусов


Что наша некоммерческая организация якоря тянет Академию и ее
EverythingAboutBoats.org .

  • Опубликовал более 300 веб-страниц с основными темами, многие из которых содержат полные статьи по этой теме. См. Содержимое нашего веб-сайта на правой боковой панели для просмотра списка основных тематических страниц.
  • Опубликовал более 9000 веб-страниц поставщиков морской продукции, все с их контактной информацией, большинство с описанием их продуктов и услуг, многие с документацией по продуктам, техническими характеристиками и независимыми отзывами. (Включает: проектировщиков лодок, инструментов для строительства лодок, производителей и поставщиков материалов и оборудования, строителей и дилеров лодок, брокеров по яхтам, морских сюрвейеров, страховщиков лодок, перевозчиков лодок, шкиперов и экипажей, верфи и пристани для яхт, яхт-клубы, аренду лодок и чартеры яхт. , школы водного спорта, морского дела и морского дела, адвокаты и свидетели-эксперты по морскому праву, мастера по ремонту и ремонту лодок, авторы и издатели книг, а также продюсеры видео)
  • Получено более 120 000 страниц документации по продукту, включая каталоги, брошюры, спецификации, изображения, руководства по серийным номерам, руководства по установке, операционные руководства, схемы деталей, бюллетени запчастей, руководства для магазинов, электрические схемы, бюллетени по обслуживанию и отзывы.И сделали все доступным для просмотра членам академии через веб-сайт EAB .
  • Приобретено более 1200 книг и старых выпусков журналов в нашей библиотеке академии, и на данный момент их более 700 доступны для просмотра членам академии на веб-сайте EAB .
  • Опубликовал более 500 статей с практическими рекомендациями по проектированию, постройке, проверке, эксплуатации, техническому обслуживанию, поиску и устранению неисправностей и ремонту лодок. Мы прилагаем все усилия, чтобы сделать больше.

В настоящее время мы форматируем и дорабатываем онлайн-курсы Anchors Aweigh Academy и практические курсы.Курс «Морская съемка» оказался отличным как для новичков, так и для опытных геодезистов, и особенно полезен для мастера «Сделай сам».


Текущие члены Академии должны ВОЙТИ, чтобы получить ПОЛНЫЙ доступ к этому веб-сайту
, включая расширенные страницы и ценные программы Академии
, такие как наша Библиотека кредитования Академии и наша программа «Спроси эксперта»!
Если ваше членство истекло, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы продлить.

ЕСЛИ ВЫ ЕЩЕ НЕ ЯКОРЬ УДИВИТЕЛЬНЫЙ ЧЛЕН АКАДЕМИИ,
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать, как стать участником и получить ПОЛНЫЙ доступ к
тысячам развернутых страниц и статей, а также десяткам отличных программ
ТОЛЬКО МАЛЕНЬКИМ ПОЖЕРТВОВАНИЕ!


Отправляйте любые комментарии для публичного просмотра по электронной почте Кому: Комментарии # EverthingAboutBoats.org (замените «#» на «@»)
Не забудьте указать заголовок этой веб-страницы в строке темы вашего электронного письма.
Все комментарии проходят модерацию перед тем, как появятся на этой странице. См. Правила комментирования.

ОТ ДОНАЛЬДА: « Это потрясающий веб-сайт. Я сразу нашел нужную мне информацию в одной из более чем 20 000 бесплатных статей, которые вы предоставляете как общественная услуга. Я так сильно удивлен, если этот сайт бесплатно. Но я все же зарегистрировался, чтобы иметь доступ к тысячам расширенных страниц, интересных статей и десятков ценных программ! Библиотека книг, журналов и видео, которые я могу просматривать в Интернете, действительно потрясающая! Я понимаю, что вы и ваш весь персонал — добровольцы, не получающие зарплату.Пожалуйста, продолжайте в том же духе. И я благодарю вас за ваши планы добавить еще 10 000 бесплатных информационных статей в течение следующего года. Я очень рад поддержать вас в этом начинании своим небольшим членским пожертвованием. Еще раз спасибо за вашу тяжелую работу. «

ОТ Хьюи: « Я согласен с моим дядей, я тоже нашел статьи очень поучительными. Они говорят, что потребуется около 100 000 статей, чтобы охватить весь объем, который они предусмотрели для веб-сайта. У них более На данный момент 20 000 статей, и это неплохо, но чтобы получить остальное, может потребоваться несколько лет.Я также заметил, что многие страницы основных тем и некоторые страницы статей все еще находятся на стадии черновика. Я полагаю, что они будут заменять их, поскольку они могут привлечь добровольцев для работы над ними. Но чего я не могу понять, так это зачем кому-то тратить время на написание информативных статей просто для того, чтобы бесплатно раздать их на этот веб-сайт для публикации? Что в этом для них? «

ОТ Дьюи: « Что ж, Хьюи, мне кажется, что большинство статей на этом веб-сайте написаны очень информированными людьми, такими как инструкторы по водным видам спорта, конструкторы лодок, судостроители, такелажники, электрики, слесари, техники по ремонту судов и т. Д. морские сюрвейеры.Написание таких статей помогает сделать их знающими профессионалами. В конце концов, этот сайт изначально был создан школой морских техников и морских геодезистов. Содержание сайта растет с каждым днем. Им даже пришлось перейти на более крупный и мощный сервер, потому что трафик веб-сайта растет в геометрической прогрессии. «

ОТ Луи: « Я согласен со всеми вышеупомянутыми. Этот сайт быстро становится основным справочным ресурсом по всем аспектам лодок и кораблей для всех, от начинающих яхтсменов-любителей до опытных профессиональных моряков.Я использую тематические страницы на правой боковой панели для просмотра сайта. Это как путеводитель для юных сурков для лодочников. Библиотека их членов, насчитывающая более 300 популярных и малоизвестных книг и более 200 старых выпусков журналов, которые можно просмотреть в Интернете, просто невероятна. Особенно информативен журнал Академии. Вдобавок ко всему, есть программа «Спроси эксперта» для участников, где вы можете получить ответ эксперта на любой из ваших вопросов о лодке. А годовое членство стоит всего 25 долларов. Какая выгодная сделка! Мне очень нравится быть частью это сообщество «Все о лодках» и помогает бесплатно предоставлять тысячи полезных статей для публики.Думаю, что сейчас сяду и напишу статью о моем опыте катания на лодке с дядей. «

ОТ Скруджа: « Вы в восторге от этого веб-сайта, как будто это лучший продукт со времен нарезанного хлеба. Что ж, я думаю, что он воняет. Конечно, на нем много полезной информации для яхтсменов, и они добавляют ее каждый день. » Это просто дыра в воде, в которую вы вливаете деньги.Если бы вы дали мне лодку, я бы продал ее быстрее, чем вы могли бы сказать «Мешковина». Затем я запирал наличные вместе со всеми своими деньгами, чтобы я мог следить за ними и пересчитывать их каждый день. Бах вздор. «

ОТ Дейзи: « Я так рада, что Дональд получил лодку, чтобы мы с мальчиками могли покататься на лодке — вместе. И, конечно же, все девочки, апрель, май и июнь, любят быть на лодке. вода тоже, особенно когда там мальчики. О бедный Скрудж, кататься на лодке веселее, чем вы можете себе представить. «

ОТ Скруджа: « После того, как я увидел, как весело вам всем вместе на воде, я сожалею, что не получал такого удовольствия, когда был молод. Я изменил свое мнение, и я давая каждому из вас пожизненное членство в Академии. «

ОТ редактора: « Тем из вас, кто остался с нами так далеко, большое спасибо. Вы вдохновляете нас продолжать работу над этим феноменальным веб-сайтом. Мы знаем, что нам предстоит еще многое сделать. В конечном итоге, мы надеемся, что мы можем помочь вам насладиться чудесным миром катания на лодках так же, как и мы.Мы все ждем, что вы скажете об этой статье на веб-странице. Отправляйте любые комментарии по электронной почте Кому ⇒ Комментарии ♥ EverythingAboutBoats.org (замените «♥» на «@»). Обязательно укажите заголовок этой страницы в строке темы. Также приветствуются ваши исправления, обновления, дополнения и предложения. Пожалуйста, отправьте их по электронной почте Кому: Редактору ♥ EverythingAboutBoats.org (замените «♥» на «@»). Было поистине удивительно видеть, чего мы смогли достичь, работая вместе. Спасибо всем, кто пожертвовал свое драгоценное время и энергию, и особое СПАСИБО всем, кто поддержал это дело своими членскими пожертвованиями. «

Подшипник коленчатого вала — обзор

Нарушение смазки
Это включает потерю масла, загрязнение, недостаточный расход и разрыв пленки. Неисправности смазки вызывают следующие основные повреждения: протирание подшипников коленчатого вала, заедание салазок крейцкопфа, задиры поршней и заедания в цилиндрах. Чрезмерный износ набивки, поршневых колец, направляющих лент и поршневых штоков.
Чрезмерная вибрация Вибрация рамы и цилиндра
Этот режим охватывает все отказы, вызванные вибрацией из-за вибрации рамы, крутильной вибрации и вибрации, вызванной пульсацией газа.

Повышенный износ подшипников из-за истирания подшипников скольжения и качения.

Усталость и выход из строя статических и механических частей, например растрескивание конструкции рамы.

Ослабление болтовых компонентов.

Повреждение фундамента.

Крутильные колебания

Чрезмерные напряжения сдвига на коленчатом валу, приводящие к трещинам в точках концентрации напряжений.

Ослабление / срезание болта муфты и маховика.

Пульсация газа

Усталостное разрушение впускных / нагнетательных клапанов

Усталостные разрушения трубопроводов

Вибрация рамы

000
00 Коррозия фундамента / adhesion
Этот режим охватывает отказы, вызванные воздействием поверхностных молекул.Коррозия в поршневых компрессорах обычно возникает в результате химической реакции между технологическим газом и компонентами, контактирующими с газом, такими как клапаны, гильзы цилиндров, поршни и штоки поршней. Адгезия возникает в результате молекулярного притяжения, такого как тенденция притертых пластин клапана к слипанию, когда между пластинами остается слой масла. Адгезия также отвечает за прилипание отложений к компонентам оборудования.

Коррозия / отложения на рубашках цилиндров, вызывающие перегрев гильзы цилиндра.

Коррозия компонентов клапана, вызванная выходом из строя пружин, пластин.

Отказ поршневого штока из-за коррозионного воздействия.

Загрязнение смазочного масла рамы из-за коррозии резервуаров смазочного масла и трубопроводов.

Заедание клапанов, вызывающее удары.

Механизмы разгрузки заедания.

Коррозия материалов подшипников (например, баббита).

Эрозия / износ
Это включает абразивный износ, истирание, задиры и истирание. Этот режим распространяется на все отказы, вызванные материальным ущербом.

Чрезмерный износ цилиндра, приводящий к снижению эффективности и перегреву из-за рециркуляции газа в цилиндре.

Чрезмерная утечка уплотнения из-за изношенных зазоров.

Несоосность штока поршня из-за износа направляющей ленты.Износ поршневого штока.

Негерметичность клапана из-за износа уплотнительных поверхностей.

Подшипники / шейки коленчатого вала Чрезмерный зазор.

Поршни: износ кольца и канавки направляющей ленты.

Нарушение герметичности

Сюда входят все отказы, связанные с потерей герметизирующей способности или удержания на границе раздела.

Статические уплотнения: Утечки из прокладки в крышке клапана, головке цилиндра и седле клапана.

Динамические уплотнения: Отказ поршневого кольца, отказ сальника, утечка клапана.

Повреждение посторонним предметом

Этот режим включает в себя все сбои, вызванные загрузкой объекта, который либо:

не является внутренней частью машины или

частью машины, которая переместилась из своего проектного положения.

Твердые частицы в газовых клапанах, разрушающие гильзы цилиндров и поршневые кольца. Сюда входит окалина, частицы пыли и продукты коррозии.

Унос жидкости / пробки.

Нарушение смазки рамы и цилиндра из-за закупорки смазочных магистралей.

Износ подшипников из-за твердых частиц в смазочном масле.

Детали клапана, входящие в цилиндр, вызывают удар по поршню и заедание.

Загрязнение водой смазочного масла рамы из маслоохладителя.

Перегрев
Отказы из-за превышения температуры над нормальными расчетными пределами.

Подшипник плавления баббита в направляющих подшипниках коленчатого вала и крейцкопфа.

Неисправность элемента клапана из-за высоких температур.

Разрушение материала поршня и уплотнительного кольца из-за чрезмерной температуры.

Перегрев цилиндра снижает вязкость смазочного масла, что приводит к сильному износу на границе раздела поршень-цилиндр.

Неисправность стопорного / удерживающего механизма

Соединения, удерживаемые крепежными деталями

Соединения, которые не полагаются на крепежные детали, но используют эластичные свойства, такие как термоусадочная посадка, для поддержания сборки.

Ослабление неподвижных частей: Шпильки крышки клапана, болты распорной детали, шпильки головки блока цилиндров и фундаментные болты. Эта неплотность приводит к перекосу, негерметичности клапана и вибрации рамы.

Ослабление механических частей: Маховик, контргайка крейцкопфа, гайка поршня и болты шатуна. Результат: Удар и разрушение.

Отказ из-за неправильной внутренней геометрии

Трение и удары между компонентами, которые были спроектированы так, чтобы не контактировать.

Нарушение геометрического совмещения компонентов конструкции.

Неисправности коленчатого вала из-за неровностей фундамента / нагрева, приводящие к перекосу коренных подшипников и усталостному разрушению при изгибе.

Поломки поршневого штока в месте соединения крейцкопфа из-за несоосности, вызванной изгибающими напряжениями.

Столкновение поршня с головкой блока цилиндров из-за недостаточного осевого зазора.

Чрезмерный износ уплотнения под давлением из-за несоосности с осью штока поршня.

Перенапряженный материал
Этот режим охватывает усталостные отказы, пластические изломы, деформацию поверхности и другие отказы компонентов, вызванные механическими напряжениями.

Усталостное разрушение поршневого штока

Растрескивание и перелом поршня

Излом пружины клапана / пластины

3

Болт и трещина 914 914 914

Поломка баббита подшипника скольжения из-за поверхностной усталости

Усталостные отказы подшипников качения

Усталостные отказы коленчатого вала

914 914 9000 914 Усталостные повреждения вспомогательных трубопроводов

Volkswagen Корпус, коленчатый вал и подшипники шатуна 101

Для большинства людей определение правильного размера подшипника может немного сбить с толку.Есть много размеров на выбор, и выбор правильных подшипников для вашей сборки имеет решающее значение. Чтобы определить правильные подшипники, необходимые для ремонта вашего двигателя, вам необходимо знать несколько различных измерений. В этой статье мы рассмотрим самые основные измерения для корпуса двигателя (выровняйте размер отверстия и размер осевого среза) и для коленчатого вала (размер главной шейки и размер шейки шатуна). Volkswagen перечислил все размеры подшипников в миллиметрах. Раньше механические мастерские не всегда использовали миллиметры и могли давать вам размеры в дюймах!

Подшипники картера двигателя:

Есть два разных измерения, которые вам нужно знать относительно корпуса двигателя.Эти измерения обычно называют «совмещением отверстия» и «упорной поверхностью» или «надрезом». Если вы заменяете старые подшипники без механической обработки корпуса, вы сможете измерить внешний диаметр старых подшипников, чтобы определить текущее центрирующее отверстие. Вы также сможете измерить расстояние между фланцами упорного подшипника, чтобы определить его упорный разрез. Если вы решите, что корпус необходимо обработать, вам нужно будет запросить в механической мастерской готовый размер центрирующего отверстия и / или упорного резца.Некоторые магазины могут предоставить эту информацию, прикрепив бирку или проштамповав центрирующее отверстие в корпусе. Если вы не уверены, просто спросите!

Размер выверенного отверстия

Стандартный размер седла подшипника картера двигателя Volkswagen составляет 65 мм, это также может быть измерено как 2,560 ″ в зависимости от вашего местоположения. При измерении подшипника это будет внешний диаметр подшипника (или O.D.).

Пример: Вы измеряете внешний диаметр подшипника, и он составляет 66 мм / 2.600 ″, это означает, что ваш корпус был выровнен с отверстием на 1 мм /.040 ″ или 2-й негабаритный.

Размер упора

При повторном использовании кожухов двигателей может потребоваться обрезка упорной поверхности заднего коренного подшипника, когда это происходит, требуется специальный упорный подшипник увеличенного размера. Стандартное седло подшипника картера двигателя Volkswagen между двумя фланцами упорного подшипника (со стороны маховика коленчатого вала) составляет 22 мм. Когда механический цех вырезает упорную поверхность корпуса, ему требуется подшипник с более толстым упорным фланцем. Обычно это называют упорным подшипником увеличенного размера.Эти подшипники доступны в размерах плюс 1 мм (обозначается «OS» в конце номера детали) и плюс 2 мм (обозначается «OS2» в конце номера детали).

• Пример: Вы измеряете расстояние между фланцами упорного подшипника, и оно составляет 21 мм. Это означает, что в вашем корпусе был упорный разрез на 1 мм или 1-й размер больше.

Подшипники коленчатого вала:

Вам необходимо знать два разных измерения коленчатого вала. Если вы заменяете старые подшипники без механической обработки кривошипа, вы сможете измерить внешний диаметр старых подшипников, чтобы определить текущее центрирующее отверстие, и внутренний диаметр, чтобы определить размер основной шейки.Если вы решите, что кривошип необходимо обработать, вам нужно будет запросить в механическом цехе готовый размер основных цапф, а также шейки шатунов. Некоторые магазины могут предоставить эту информацию, прикрепив бирку, выбив размер журнала на кривошипе или закрасив маркировку. Опять же, если вы не уверены, просто спросите!

Размер основного журнала

Стандартный размер главной шейки коленчатого вала Volkswagen составляет 55 мм, это также может быть измерено как 2,165 дюйма в зависимости от вашего местоположения. При измерении подшипника это будет внутренний диаметр подшипника (или O.Д.). При измерении коленчатого вала это будет внешний диаметр шейки (или O.D.).

Пример: Вы измеряете внутренний диаметр подшипника, и он составляет 54,75 мм / 2,155 ″, это означает, что ваш кривошип был обработан на 0,25 мм / 0,010 ″ или 1-й меньший размер.)

Размер корпуса стержня

Стандартный размер шейки шатуна коленчатого вала Volkswagen составляет 55 мм, это также может быть измерено как 2,165 ″ в зависимости от вашего местоположения. На самом деле измерение шатунной опоры — не лучший способ определить размер шейки шатуна, лучше всего измерить шатунную шейку на кривошипе.При измерении коленчатого вала это будет внешний диаметр шейки (или O.D.). На что нужно обратить внимание при измерении цапф стержней, также использовались журналы Porsche и Chevy. Журналы Porsche использовались «в прошлом» и сейчас не очень распространены. Цапфы тяги Chevy очень распространены в более крупных двигателях, использующих более длинный ход (82-86 мм).

• Пример: Вы измеряете внешний диаметр шейки штока, и он составляет 54,75 мм / 2,155 ″, это означает, что ваш кривошип был обработан.25 мм / 0,010 ″ или 1-й меньший размер.)

На основе приведенных выше примеров мы теперь можем определить правильные размеры подшипников, которые нам нужны для нашей сборки. Мы определили, что нам нужен коренной подшипник, который измеряет 40 (0,040) на корпусе и имеет чрезмерное усилие при измерении 10 (0,010) на кривошипе. Мы также определили, что нам нужен шатунный подшипник 10 (0,010) 1-го размера меньше

.

Volkswagen Корпус и коренные подшипники коленчатого вала:

СТАНДАРТ / СТАНДАРТ STD / 10 STD / 20 STD / 30 STD / 40
20 / СТД 20/10 20/20 20/30 20/40
40 / СТД 40/10 40/20 40/30 40/40
60 / СТД 60/10 60/20 60/30 60/40

Шатунные подшипники Volkswagen и Chevy:

Стандартный
55.00 мм
2,165 ″ (наружный диаметр)
Стандартный
2.000 ″ (наружный диаметр)
1-й нижний размер
54,75 мм
2,155 ″ (наружный диаметр)
1-й нижний размер
1,990 ″ (наружный диаметр)
2-й нижний размер
54,50 мм
2,145 ″ (наружный диаметр)
2-й нижний размер
1,980 ″ (наружный диаметр)
3-й нижний размер
54,25 мм
2,135 ″ (наружный диаметр)
4-й меньший размер
54,00 мм
2,125 ″ (внешний диаметр)

Imbroglio с боковым зазором большой штанги: устранение путаницы

В те дни, когда строили гоночные двигатели, когда люди работали в тускло освещенных кузнечных мастерских, развитие лошадиных сил происходило большими волнами.Достижения в области воздушного потока и горения обеспечили мощь стремительно. Сегодня серьезных улучшений немного, и они чаще проявляются в виде этапов эволюции с однозначными приращениями. Этот поиск прогресса привел к раскопкам в ранее неизведанных областях, с особым вниманием к снижению трения как одному из путей к «свободной» мощности.

В недавней истории LS Spinal Tap со скоростью 11000 об / мин мы описали двигатель, построенный Беном Стрейдером из Университета EFI с огромной конструкцией клапанного механизма и помощью Билли Годболда из Comp Cams.Одна фотография двигателя Spinal Tap показала пару узких шатунов, расположенных на шейке шатуна. На фотографии виден явно широкий боковой зазор стержня — 0,360 дюйма (0,120 во всех трех местах на цапфе). Читатель быстро заметил, что это не сработает и что двигатель будет страдать из-за недостаточного давления масла из-за чрезмерного бокового зазора штока.

Этот читатель просто повторял широко распространенное мнение о том, что боковой зазор штока определяет поток масла, выходящий из шатунов, и что чрезмерный боковой зазор недопустим.Как мы увидим, это миф о двигателестроении, который, к сожалению, сохранился до 21 века.

Эта фотография — то, что положило начало этой истории — коленчатый вал и шатун Spinal Tap университета EFI. Обратите внимание, что между шатунами и кривошипом имеется большой боковой зазор. В двигателе Spinal Tap используется шатун с направляющими поршнями, который предназначен для уменьшения трения. Этот метод используется в тысячах двигателей соревнований по всему миру.

Для тех, кто требует, чтобы мы сразу перешли к делу, зазор между парой шатунов не контролирует количество утечки масла через шатуны.Вы можете безопасно вырезать это в камне над рабочим столом. Эксперты форума уже зажигают свои ядовитые клавиатуры, и это нормально. Недостаточно также прямо заявить о своей позиции, не подкрепив это утверждение несколькими фактами.

Мы также избавим вас от необходимости информировать нас о том, что Билл Дженкинс, Смоки Юник и Джон Лингенфельтер являются авторами уважаемых книг по двигателям, в которых утверждается, что боковой зазор штока определяет поток масла из шейки шатуна.

Это прямая цитата из книги Дженкинса ( The Chevrolet Racing Engine ): «Мы также проверяем боковой зазор обычным способом.Для дрэг-рейсинга или кольцевых гонок мы используем 0,015–0,020 дюйма… открытие зазора за пределами этого допуска приводит к чрезмерному смазыванию стенок цилиндра (затрудняя контроль масла для колец) и увеличивает объем масляного насоса двигателя и / или требования к объему. ”

Все, что я знаю, это то, что в моем мире боковой зазор штока не имеет никакого отношения к тому, сколько масла выходит из подшипников штока. — Джон Каасе

Книга Дженкинса была опубликована в 1976 году, а в 1983 году вышла книга Смоки Юника « Power Secrets ».Мы пишем это не для того, чтобы эти уважаемые производители двигателей, оба из которых скончались, выглядели неправильно. Более важным моментом является то, что идеи и взгляды меняются по мере развития нашего понимания, и это одна из таких областей. Информация в этих книгах была тем, во что они верили в то время. Эта история расширит то, что на самом деле происходит внутри вашего движка.

Штоки с направляющими поршнями имеют очень узкий промежуток между бобышками пальца, который допускает только минимальное боковое перемещение поршня.Это позволяет производителю двигателя использовать более узкий шатун, который легче и практически исключает трение между шатунами. Это поршень JE, созданный специально для штоков с направляющими поршнями.

Давайте начнем с исследования пути прохождения масла через двигатель. Масляный насос перемещает заданное количество масла в зависимости от его производительности и скорости, с которой он работает. Насосы не создают давления. Вместо этого они перемещают заданный объем жидкости под давлением, создаваемым ограничениями на пути смазки.Эти ограничения уменьшают громкость. Лучший способ понять это — использовать классический пример потока из садового шланга. Когда кран открыт, вода выходит из конца шланга с заданным расходом. Эта скорость может быть выражена в галлонах в час (галлонов в час). Если ограничить выпуск шланга большим пальцем, давление в шланге возрастет, а объем потока на выходе из шланга уменьшится.

То же самое и внутри двигателя. Масляный насос нагнетает заданное количество масла с заданной скоростью, и объем ограничен маршрутом, по которому должно следовать масло.Тремя основными точками выхода или утечки являются коренные подшипники, подшипники штанги и область вокруг подъемников. Из этих трех лифты имеют наибольшую площадь, и именно здесь может улетучиваться большая часть масла. Существуют и другие пути утечки, включая масло, которое направляется в клапанный механизм, область вокруг распределителя на старых двигателях и модификации производительности, такие как поршневые масленки, которые направляют масло к нижней стороне поршня и, возможно, масленки пружины. Это часто называют «внутренней утечкой».”

Важно подчеркнуть, что эта история не является осуждением боковых зазоров производственной штанги или рекомендацией по увеличению этой спецификации. Текущие зазоры предназначены для предотвращения чрезмерного затягивания шатунов и возникновения проблем, а также для предотвращения их ударов между щеками кривошипа. Однако, если возникает ситуация, когда одна или две шейки стержня выходят за пределы максимального зазора со стороны приклада, это не обязательно ситуация, требующая инвестиций в новые стержни.

В качестве примера, если на малоблочном Chevy боковой зазор на паре стержней составляет 0,023 дюйма, а стандартная спецификация Chevrolet составляет от 0,008 до 0,013 дюйма, дополнительный зазор не является чем-то особенным. Несмотря на то, что боковой зазор не соответствует требованиям, в результате не произойдет никаких повреждений, если только это не двигатель с высокими оборотами, где чрезмерное боковое смещение может вызвать проблемы.

В этих трех книгах трех очень известных и уважаемых производителей гоночных двигателей утверждается, что боковой зазор штока определяет поток масла.Раньше это было «общеизвестным», однако сегодня мы знаем, что информация была не совсем верной.

Мы наткнулись на заявление на уважаемом форуме по двигателям от джентльмена, который утверждал, что чрезмерный боковой зазор штока является единственной причиной высокого расхода масла двигателем. Подтянул зазор разными шатунами и очистил стенки цилиндров от глазури. Когда восстановленный двигатель перестал использовать масло, он заявил, что решением было уменьшение бокового зазора. Странно то, что никто не уловил того факта, что удаление стекла со стенок цилиндров, скорее всего, было причиной исчезновения проблемы с расходом масла.

Чтобы узнать мнение профессионального производителя двигателей по этому поводу, мы позвонили Джону Каасе (произносится как Ка-зи) в Jon Kaase Racing Engines (JKRE). Каасе, пожалуй, наиболее известен в настоящее время своей версией оригинального Ford Boss 429 для вторичного рынка Boss Nine, а его двигатели Boss Nine способны развивать мощность в 1000 лошадиных сил без наддува. Он также семикратный чемпион Engine Masters и строит двигатели для соревнований IHRA Pro Stock. Достаточно сказать, что он знает свой путь в гоночном двигателе.

Когда мы высказали мнение, что боковой зазор штока определяет поток масла, Каасе поспешил сказать: «Если это правда, то все стартовое поле гонки NASCAR делает это неправильно!» Он считает, что текущие усилия по созданию двигателей Pro Stock, NHRA Competition Eliminator и NASCAR (среди многих других) направлены на снижение трения за счет использования так называемых поршневых штоков.Такой подход сводит к минимуму смещение штока в сторону за счет небольшого зазора между малым концом шатуна и бобышками поршневого пальца.

Это позволяет производителю двигателей использовать более узкие шатуны и подшипники. Все это направлено на уменьшение вращающегося веса и использование широких зазоров для минимизации трения между шатунами. Никто не станет предполагать, сколько все это стоит — скорее всего, количество лошадиных сил для маленького блока будет однозначным. Тем не менее, несмотря на эту минимальную отдачу, это нормальная процедура для двигателей соревнований с высокими оборотами, где каждое преимущество должно быть максимальным.

Это копия результатов испытаний, опубликованных в старом каталоге коленчатого вала Callies. Обратите внимание, как зазор подшипника оказывает большое влияние на грузоподъемность, температуру масла и расход масла. Увеличение зазора с 0,0015 до 0,003 дюйма почти в четыре раза увеличивает количество масла, выходящего из подшипника.

Это согласуется с распространенным сейчас подходом к уменьшению размера шейки штока для снижения скорости вращения подшипника. Самый популярный диаметр шейки шатунного подшипника в настоящее время составляет 1850 дюймов, по сравнению с Honda 1.88-дюймовый подшипник. Это также означает, что зазор подшипника будет достаточно плотным и составляет, возможно, 0,0015 дюйма или меньше, и он будет использоваться с очень маловязким маслом, таким как 0w20 или даже 0-весное масло. Мы воспроизвели три графика из старого каталога Callies Crankshaft, которые показывают, как более узкие зазоры подшипников увеличивают грузоподъемность, но снижают поток. На этот поток также влияет температура масла, при этом более узкие зазоры вызывают более высокую температуру масла. Это одна из причин, по которой необходимо жидкое масло. В 60-х и 70-х годах производители двигателей поступили наоборот, используя более широкие масляные зазоры и тяжелое масло 20w50.

Боковой зазор ничего не значит для потока масла. — Том Либ, SCAT Коленчатые валы

Strader предупредил, что штоки с направляемыми поршнями, безусловно, предназначены только для гонок, поскольку поршни требуют как индивидуальной спецификации малого конца, так и специальной формы юбки для компенсации дополнительной нагрузки. Он также сказал, что что касается ширины штока и подшипника, очень важно поддерживать заданную ширину, чтобы предотвратить боковую нагрузку от «ввинчивания» поршня в цилиндр, что может вызвать краевую нагрузку на подшипники.Именно поэтому гоночные двигатели настолько дороги и сложны в изготовлении.

Что касается расхода масла, это диаграмма, созданная на основе теста Driven Racing Oil, в котором анализируется расход масла в зависимости от вязкости при температуре масла 250 градусов. Неудивительно, что при использовании разбавителя 0w20 поток масла увеличивается примерно на полгаллона в минуту в большинстве точек об / мин по сравнению с более вязким маслом 5w20. Хотя разница кажется значительной на этом графике, она представляет собой изменение менее чем на 6 процентов от общего потока.

Мы также подумали, что было бы неплохо узнать мнение производителя коленчатого вала и шатуна, поэтому мы поговорили с Томом Либом, владельцем Scat Enterprises. Либ достаточно хорошо разбирается в предмете с более чем 50-летним опытом. Как только мы заговорили о том, что боковой зазор шатуна обеспечивает поток масла, он засмеялся и ответил: «Да, все эти парни не в порядке. Боковой зазор ничего не значит (когда дело доходит до потока масла) ». Вместо этого Либ поддержал позицию, согласно которой ограничением утечки масла через магистрали и стержни является зазор подшипника.

Он также подчеркнул, что окружность журнала — еще одна переменная в этом обсуждении. Существует огромная разница в окружности при сравнении шейки шатуна Ford 429/460 с большим блоком на 2,50 дюйма и 1,850-дюймовой шейки, используемой на многих гоночных двигателях с малым блоком. Окружность для 2,50-дюймового подшипника составляет 7,85 дюйма по сравнению с 5,81-дюймовым размером меньшей шейки. Это разница в 26 процентов, при этом большая окружность дает больше места для выхода масла.

Зазоры в отверстиях подъемника играют большую роль в снижении общего потока масла через двигатель и, тем не менее, редко обсуждаются. Этот зазор обычно не проверяется, но с помощью этого специального шкального манометра с разъемным шариком от DiaTest USA мы можем измерить внутренний диаметр отверстия подъемника Chevy 0,842 дюйма с малым или большим блоком. Изношенное или зазубренное отверстие подъемника может вытекать галлоны масла на коленчатый вал. Зазор от 0,001 до 0,0015 считается оптимальным как для производительности, так и для минимизации утечки масла.

Либ также указал на давление масла как на еще одну переменную, которая влияет на количество утечек через стержни. Его точка зрения заключалась в том, что если вас интересует объем масла, выходящего из штанг и магистралей, это давление и то, где вы его читаете, оказывает значительное влияние на поток. При установленном ограничении добавление давления проталкивает больше масла через подшипники.

Либ также указал, что давление масла в передней части двигателя не такое же, как в задней части, рядом с колоколом, где большинство энтузиастов подключаются к цепи.Может произойти существенное падение давления в передней части двигателя, поэтому было бы неплохо узнать, какое давление находится в передней и задней части двигателя. Незначительные зазоры подшипников увеличивают поток масла при снижении давления.

Во время нашего исследования этой истории мы заметили, что никто из тех, кого мы могли найти, никогда не удосужился провести математические вычисления, чтобы определить истинные размеры, о которых мы здесь говорим.

Математика — не мой любимый предмет — она ​​часто меня совершенно разочаровывает — поэтому я позвонил своему давнему другу и профессиональному инженеру Дону Янгу, чтобы тот помог мне.Мы не будем подробно рассказывать, как вычисляются числа, но если вы действительно хотите знать, оставьте комментарий ниже, и я перешлю числа. Сначала мы определили площадь зазора подшипника размером 0,002 дюйма вокруг шейки шатуна с малым блоком шириной 2200 дюйма и подшипника. Это краевое отверстие выходило на 0,007 квадратного дюйма для одной стороны стержня. Мы удвоили это, чтобы учесть две опорные кромки, входящие в общую область между стержнями, создавая 0,014 дюйма общего проходного сечения масла.

Это то, что происходит, когда поток масла падает из-за слишком узких зазоров подшипников или из-за недостатка масла, поэтому допустить ошибку в сторону создания достаточного потока масла — хорошая идея.

Затем мы измерили внешний диаметр стержня небольшого блока на 2,600 дюйма, а затем определили площадь этой окружности, используя чрезвычайно узкий боковой зазор 0,005 дюйма. Это вычислено для площади 0,040 квадратного дюйма. Таким образом, должно быть очевидно, что даже при очень узком боковом зазоре стержня в 0,005 дюйма площадь между стержнями чуть менее чем в три раза больше площади, которую масло должно выдавливать вокруг подшипников.

Затем мы попробовали зазор подшипника 0,003 дюйма, так как это могло быть зазором, который ранние гонщики использовали бы с маслом 20w50. Это изменение дало 0,011 квадратного дюйма на одной стороне стержня. Обе стороны вместе составляют всего 0,022 квадратного дюйма площади, что по-прежнему составляет примерно половину площади жесткого бокового зазора стержня в 0,005 дюйма. Если мы увеличим боковой зазор стержня до приемлемых значений, площадь между стержнями, очевидно, увеличится, а зазор подшипника стержня — нет.Цифры не врут.

Итак, чтобы подвести итог, нет ничего плохого в использовании заводских боковых зазоров стержня. Они работают десятилетиями. Однако боковой зазор штока не влияет на поток масла, выходящего из подшипников. Вязкость масла, зазор подшипника и температура масла, а также зазор отверстия подъемника — все это гораздо более важные факторы в отношении количества масла, циркулирующего внутри картера.

Это так просто.

В этой истории основное внимание уделяется стальным шатунам, но для алюминиевых стержней требуется гораздо больший боковой зазор, чем для стальных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.