Шатунные шейки: . V- — TranspExplore.ru

Содержание

круглошлифовальный 3А423 — как выставить непарные шатунные шейки? — Круглошлифовальные станки

Проще всего выставить с нужной точностью шатунные шейки на мало изношенном валу стандартного размера с парными шейками. Обычно там с геометрией все в порядке и достаточно просто выставить обе шейки по индикаторам до минимально возможного биения. Удобно использовать сразу две индикаторные шейки, намного быстрее и нагляднее получается. Допустимые отклонения шатунных шеек от номинального положения также разнятся для разных валов, но порядок величины примерно один и тот же. Допустимые отклонения оси шейки вдоль кривошипа обычно несколько сотых, для жигулей, например плюс\минус 0.05. Поперек кривошипа допуски значительно более демократичные, поскольку такая погрешность меньше влияет на работу двигателя. Для жигулей это плюс\минус 0.35 мм.

Немного сложнее выставить шатунные шейки вала с непарными шейками. Для этого потребуется еще одна, третья индикаторная стойка для контроля перекоса оси коренных шеек.

Для достоверности результатов геометрия станка должна быть в порядке — оси шпинделей должны лежать на одной прямой, которая в свою очередь должна быть параллельна направляющим стола.

Выставив предварительно каретки с патронами на нужный вылет устанавливаем вал в патроны, устанавливаем индикаторную стойку (одну из двух, упомянутых ранее) к выставляемой шейке, подавая ближайший патрон и проворачивая вал в патроне добиваемся минимально возможного биения шейки. После этого проверяем перекос оси коренных шеек относительно оси шатунной. Если вращать вал, закрепленный в патронах вокруг оси шатунной шейки, то коренные шейки будут описывают окружности с радиусом, равным длине кривошипа и задача состоит в том, чтобы добиться одинакового радиуса этих окружностей, что и будет свидетельствовать об отсутствии перекоса оси коренных шеек относительно оси шатунной и наоборот, оси шатунной относительно оси вала. Наружные поверхности коренных шеек также будут описывать окружности и наша задача добиться одинакового показания индикатора стойки при касании ее щупа наружной поверхностью коренной шейки в моменты ее прохождения около щупа.

Ставим упомянутую третью стойку напротив крайней коренной шейки, проворачиваем вал до касания щупа и запоминаем показание индикатора. Осторожно переставляем стойку к другой крайней коренной шейке и смотрим на показания индикатора. Подавая патроны добиваемся такого положения, чтобы эти показания совпадали для обеих крайних коренных шеек, не забывая при этом подправлять и положение шатунной шейки.

При выставлении остальных шатунных шеек стараемся чтобы показания индикатора были одинаковыми.

Вот и все.

Нашел старую фотографию, на ней правая стойка для выставления шейки, левая — для контроля радиуса, описываемого коренной шейкой при вращении вала вокруг оси шатунной.

Заглушка шатунной шейки (большая) 240-1005086-Б2

Чтобы приобрести Заглушка шатунной шейки (большая) и оформить заказ, Вы можете воспользоваться одним из удобных для Вас вариантом:

  • добавить его в корзину и оформить заказ;
  • оставить заявку менеджеру через форму подбора запчастей или по электронной почте [email protected] ru;
  • позвонить по бесплатному телефону 8 (800) 551-881-3

На Заглушка шатунной шейки (большая) предоставляется гарантия от производителя ПАО Автодизель (ЯМЗ).

Вы можете приобрести 240-1005086-Б2 Заглушка шатунной шейки (большая) под заказ в Москве по выгодной цене. Данные актуальны на 08.07.2021 05:32:46.

Группа компаний «Меркурий» предлагает в Москве полный каталог запасных частей ЯМЗ, ТМЗ, ЯЗДА по выгодным ценам с доставкой по городу.

Более 60000 позиций запасных частей в наличии на складах в филиалах нашей компании в нескольких регионах России. Это позволяет нам отправлять заказы в течение одного рабочего дня транспортными компаниями во все регионы России, Казахстана, Белоруссии, а также других стран СНГ.

Применяемость

Чтобы приобрести интересующие Вас запчасти и оформить заказ, Вы можете воспользоваться одним из удобных для Вас вариантом:

  • нажать на кнопку «в корзину» рядом с ценой товара;
  • оставить заявку менеджеру через форму подбора запчастей или по электронной почте [email protected] ru;
  • позвонить по бесплатному телефону 8 (800) 551-881-3

Стоимость упаковки и транспортировки рассчитывается индивидуально.

Группа компаний «Меркурий» предлагает полный каталог запасных частей к отечественной технике по выгодным ценам с доставкой транспортными компаниями во все регионы России, Казахстана, Белоруссии, а также других стран СНГ.

Более 60000 позиций в наличии на складах компании в нескольких регионах России. Это позволяет нам отправлять заказы в течение одного рабочего дня.

Производитель ПАО Автодизель (ЯМЗ)

Ремонт коленчатого вала компрессора — Центр защитных покрытий

Центр защитных покрытий производит восстановление и ремонт коленчатого вала компрессора методом газопламенного напыления.

Коленвал служит в оборудовании для передачи момента и преобразования движений, поступательного во вращательное движение или наоборот. Коленчатый вал имеет такие конструктивные элементы: шейки, кулачки, кривошипы, торцы, шпоночные пазы, стыки и отверстия. При эксплуатации компрессора происходит не равномерный износ коренных и мотылевых шеек вала. Шатунные шейки изнашиваются быстрее, чем коренные из-за более тяжелых условий работы.

Ремонт коленчатого вала компрессора

  • возникновением овальности шеек вала
  • порча шеек задирами, рисками и раковинами
  • выбоины шеек
  • образованием изломов и трещин
  • возникновением остаточных деформаций

 

 

Износ шеек вала происходит из-за неравномерности нагрузки вала за один оборот. Неравномерный износ шеек по образующей конусность, по сечению овальность. Важную роль при ремонте коленчатого вала компрессора играет операция дефектовки. При ремонте шатунной шейки коленчатого вала задиры, забоины, риски на поверхностях шеек валов определяются осмотром. Дефекты шеек коленвала, в зависимости от их характера и величины, устраняем шлифованием и полированием на станках. На нашем предприятии у коленчатого вала восстанавливаем расположение, форму, размеры и шероховатость элементов, износостойкость трущихся поверхностей и усталостную прочность.


При больших износах коленчатого вала компрессора приходится протачивать шейки на токарном станке с последующей шлифовкой и подвергать поверхностной металлизации наплавке металла. После наплавки или металлизации производится механическая обработка — коленвал протачивается и шлифуются.

 

 

 

 

 

Методом газопламенного напыления производится упрочнение шатунной шейки коленчатого вала компрессора. Гетерогенное многофазное пористое покрытие обладает большой износостойкостью. Толщина износостойкого покрытия может быть обеспечена в пределах от 50 мкм до 10 мм и более.

Коленчатые валы

Коленчатый вал через шатуну воспринимает давление газов возникающее в надпоршневой полости цилиндров, и нагружается силами инерции от неуравновешенных масс механизма, совершаю­щих возвратно-поступательное и вращательное движение. Под действием резко изменяющихся по величине и направлению газо­вых сил и сил инерции коленчатый вал вращается с переменной угловой скоростью, вследствие чего испытывает упругие колебания, подвергается скручиванию, изгибу, сжатию или растяжению.

Сложные условия работы вала вызывают повышенный износ его шеек, деформацию отдельных элементов конструкции и явления усталости материала, порождают крутильные и осевые его колебания. Поэтому конструкция коленчатого вала должна обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшом весе.

Общий вид и элементы конструкции типичного вала автомо­бильного поршневого двигателя показаны на рис. 1, а и б. Колен­чатые валы двигателей автомобильного и тракторного типов изго­товляют методом ковки или литья из среднеуглеродистых сталей марок 45, 45А, 45Г2, 50Г; легированных сталей 45ХН, 40ХНМА, 18ХНВА или из высококачественных чугунов (магниевого, никель-молибденового и др.

), обладающих повышенной прочностью.

 

Рис. 1. Общий вид и элементы конструкции коленчатого вала V-образного 8-цилиндрового двигателя ЗИЛ-130:

I, II, III, IV – шатунные шейки

 

Основными элементами коленчатых валов являются: коренные и шатунные шейки, щеки, хвостовик и носок. К обязательным элементам некоторых конструкций автомобильных и других ана­логичных валов относятся также противовесы. Представленный на рис. 1 вал двигателя ЗИЛ-130 и в этом отношении является типичным.

Коренные шейки 12 служат валу опорами, на которых он укла­дывается и вращается в соответствующих опорных (коренных) подшипниках двигателя.

Шатунные шейки 11 служат для шарнирного соединения вала с нижними головками шатунов. Шатунные шейки и устанавливае­мые на них головки шатунов называют иногда кривошипными. Масло к ним подается по сверлениям 5 от шеек 12.

Щеки 13 объединяют в один узел шатунные и коренные шейки. Две щеки, примыкающие к смежным коренным шейкам вместе с одной или несколькими шатунными шейками, образуют криво­шипы (колена) вала.

Хвостовиком называют заднюю часть 6 вала, которая в автомо­бильных двигателях обычно заканчивается фланцем 7, снабженным отверстиями 4 для крепления маховика. В торце хвостовика раста­чивают гнездо 8 под опорный подшипник первичного вала коробки перемены передач, а на цилиндрической его поверхности размещают маслоотражательный буртик 10 и маслоотгонную нарезку (спи­ральную канавку) 9 или же делают гладкую шейку под уплотнительный сальник.

Носком называют переднюю часть 14 вала, на которой устанав­ливаются: шестерня привода газораспределения, маслоотражатель и шкив вентилятора, а в резьбовое отверстие 15 с торца — храпо­вик, необходимый для проворачивания коленчатого вала при пуске двигателя вручную. Если ручной пуск не предусмотрен, то вместо храповика ставится болт, обеспечивающий только крепление дета­лей на носке вала. В канавку 16 закладывается шпонка, фиксирую­щая в строго заданном положении шестерню привода газораспре­деления и удерживающая от проворачивания на носке другие детали.

Противовесы 1 устанавливаются на щеках 13 со стороны, про­тивоположной кривошипу, и служат в многооборотных двигателях для полной или частичной разгрузки коренных опор от местных центробежных сил. В ряде случаев они необходимы для уравнове­шивания двигателей.

Коленчатые валы многоцилиндровых двигателей представляют собой сложную пространственную конструкцию, форма которой во многом предопределяется числом коренных опор, принятым для данного двигателя. В этой связи коленчатые валы разделяют на пол­ноопорные и неполноопорные.

 

Рис. 2. Неполноопорный коленчатый вал рядного 6-цилиндрового двигателя ГАЗ:

1 — фланец крепления маховика; 2 — противовесы: 3 — коренные шейки; 4 — шатунные шейки; 5 — но­сок вала

 

У полноопорных валов между двумя смежными коренными опо­рами размещается только одна шатунная шейка, т. е. число корен­ных шеек всегда у них на одну больше числа шатунных шеек (см. рис. 1). Такие валы применяются в дизелях, карбюраторных V-образных и других двигателях, работающих с большими нагрузками на подшипниках.

Неполноопорные ко­ленчатые валы имеют по две и более шатунных шейки между двумя смежными коренными опорами. Они компакт­нее (короче) полноопор­ных, несколько легче их и менее трудоемки. Но из-за сравнительно боль­шого пролета между коренными опорами такие коленчатые валы не обладают достаточной жесткостью. Для неполноопорных авто­мобильных валов типичной является конструкция вала рядного шестицилиндрового двигателя ГАЗ-51, показанная на рис. 2. Массивные противовесы служат здесь для разгрузки коренных опор от местных центробежных сил.

Коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей подвергаются обязательной статической и динамической баланси­ровке в сборе с маховиком и фрикционной муфтой сцепления. Без этого трудно и практически вообще невозможно обеспечить спокой­ный ход двигателя из-за повышенной его вибрации.

 

Рис. 3. Кривошипы коленчатых валов:

а) литого   вала   двигателя   ЗМЗ-21: б)   кованого вала двигателя МЗМА-408; в)   кованого вала двигателя В-2; 1 — грязеуловитель; 2 — заглушка; 3 — коренная шейка: 4 — каналы подвода масла к поверхности шатунной шейки

 

Для увеличения износостойкости шеек вала наружные поверх­ности их закаливают токами высокой частоты на глубину 3—5 мм до твердости HRC 50—60 и тщательно обрабатывают (шлифуют и полируют), придавая им по возможности строго цилиндрическую форму (овальность и конусность шеек вала в автомобильных двига­телях не должна превышать 0,01 мм). Толщину закаленного слоя выбирают с учетом уменьшения диаметра шеек от перешлифовок при ремонтах двигателя.

Шейки вала с целью уменьшения его веса часто выполняются полыми, что легко достигается при отливке валов.

На рис. 3 показан один из кривошипов литого вала двигателя ЗМЗ-21, у которого полости в шейках получают в процессе отливки.

В этом случае масло подается от коренных к шатунным шейкам с помощью трубочек, которые запрессовывают в отверстия, просвер­ленные через стенки полости коренных шеек. Для фиксации трубо­чек в нужном положении их слегка изгибают, как показано на рис. 3, а. Полости 1 в шатунных шейках, закрытые с двух сторон резьбовыми пробками, образуют грязеуловители. Однако отверстия 4 для подачи масла к шатунным подшипникам при таком соосном с шейкой расположении полости должны быть просверлены на уров­не оси шейки или несколько ниже ее и перпендикулярно к плоскости кривошипа (см. рис. 3, а). Тогда взвешенные в масле твердые тя­желые частицы, включая продукты износа, отбрасываемые центробеж­ной силой к наиболее удаленным от оси вращения стенкам полости, не попадают в шатунные подшип­ники (схема улавливания и накоп­ления тяжелых частичек показана на рис. 3, а).

Дополнительная центробежная очистка масла в грязеуловителях шатунных шеек получила широ­кое распространение. Шатунные шейки кованых валов с этой целью специально рассверливают. Полу­чаемые таким образом грязеулови­тели изображены на рис. 1, а, б и рис. 3, б, б, где показаны криво­шипы карбюраторных двигателей V-образного ЗИЛ-130, рядного МЗМА-408 и V-образного дизеля В-2. У последнего масло подводит­ся к подшипнику главного шатуна через медную трубочку 4, погру­женную заборным концом непосред­ственно в грязеулавливающую по­лость. На каждой шатунной шейке двигателя ЗИЛ-130 размещаются по два шатуна, поэтому и грязеулавливающие полости 3, закрываемые резьбовыми пробками 2 (см. рис. 1, а), высверлены здесь с двух сторон кривошипа. При нали­чии на шейке одного шатуна достаточно одной полости, выпол­ненной по схеме рис. 3, б.

Размеры (диаметр и длину) шеек вала выбирают с учетом ранее выполненных конструкций, а затем уточняют их поверочным расчетом. Шатунные шейки у каждого вала, как правило, имеют одинаковый размер, а коренные часто различаются своей длиной. Наибольшую длину обычно имеют крайние шейки, особенно задняя шейка, примыкающая к хвостовику вала, несущая дополнительную нагрузку от маховика и сцепления. Так, длина задней шейки коленчатого вала ЗИЛ-130 составляет 45 мм против 31 мм у дру­гих его коренных шеек, а в двигателе ЗМЗ-66 все коренные шейки выполнены одинаковой длины. Это позволяет применять взаимоза­меняемые вкладыши для всех его коренных подшипников, что эко­номически более оправдано.

 

Рис. 4. Конструкции щек коленчатого вала и крепление к ним проти­вовесов

 

Наряду с крайними шейками в ряде конструкций удлиняют средние коренные опоры, если это требуется по условиям компонов­ки двигателя, но в целом длину коренных шеек вала стремятся уменьшить. Чем короче шейки и меньше общая длина вала, тем большую жесткость приобретает его конструкция. Жесткость вала повышается также за счет «перекрытия» шеек. Это особенно резко проявляется в современных короткоходных автомобильных двига­телях, у которых сумма радиусов rк + rш коренной и шатунной шеек всегда бывает больше радиуса г кривошипа (см. рис. 4, б).

Для повышения общей прочности вала сопряжение его щек с шейками выполняют с плавными переходами (см. рис. 4, б) — галтелями. Радиусы галтелей рекомендуется выбирать в пределах 0,06÷0,1 от диаметра шеек. Благодаря галтелям заметно умень­шаются местные напряжения в зоне сопряжения щек с шейками. Но так как развитые галтели уменьшают активную длину шеек (их цилиндрическую часть, находящуюся под вкладышами), то целе­сообразно галтели делать двойными: от шейки к технологическому пояску с радиусом r1 (основная доля радиусного перехода) и далее к телу щеки с радиусом r2, как показано на рис. 4, б.

Небольшой технологический поясок в зоне сопряжения щек с шейками является обязательным элементом конструкции вала. При обработке вала он предохраняет шлифовальный круг от воз­можного опасного удара щеки.

Щекам придают овальную, круглую или призматическую (пря­моугольную) формы. Призматические щеки наиболее простые, но по условиям прочности они получаются сравнительно толстыми, что несколько переутяжеляет вал и увеличивает его габариты. В автомобильных двигателях старых моделей, где находили приме­нение валы с призматическими щеками, последние выполнялись с округлыми кромками и углами (см. рис. 4, а). Это позволяло снижать общий вес вала. Следует отметить, что с целью уменьшения веса вала малонагруженные части щек (кромки со стороны противо­положной сопряжению с шейками вала) при любой их форме сре­зают, как показано на рис. 4, а—д.

Круглые щеки (см. рис. 4, в) удобны для механической обработ­ки и обладают достаточной прочностью при относительно малой толщине. С круглыми щеками изготовляется- коленчатый вал V-образного 12-цилиндрового дизеля В-2. Круглые щеки можно использовать также непосредственно в качестве коренных опор в двигателях, вал которых вращается на подшипниках качения. В этих случаях чаще всего применяют разборные коленчатые валы, снабжаемые шариковыми или роликовыми подшипниками. Эле­менты конструкции кривошипа разборного вала на роликовых подшипниках показаны на рис. 4, е.

Овальные щеки (см. рис. 4, б) по своей прочности мало чем уступают круглым щекам, но при такой их форме удается лучше использовать металл и обеспечивать плавные переходы между отдельными элементами конструкции вала (см. рис. 4, б). Благо­даря этому овальные щеки широко применяются в автомобильных и тракторных быстроходных двигателях.

В зависимости от конструкции вала различают короткие и длин­ные щеки. Сочетание коротких и длинных щек применяют для неполноопорных валов, причем в рядных 6-цилиндровых двигателях используются гнутые длинные щеки (см. рис. 2). Щеки коленчатых валов автомобильных и тракторных двигателей часто отковываются или отливаются заодно целое с противовесами (см. рис. 1 и 2).

Противовесы, выполненные отдельно от щек, крепят к ним на шпильках или болтах, как показано на рис. 4, г, д. Гайки шпи­лек и болты тщательно при этом блокируются от возможного ослаб­ления затяжки. Иногда их прихватывают электросваркой. Толщину противовесов выбирают такой, чтобы при ремонте двигателя послед­ние не затрудняли перешлифовку шеек вала.

В качестве подшипников коренных опор в автомобильных дви­гателях обычно применяют тонкостенные биметаллические или триметаллические вкладыши.

Конструкция, их технология изго­товления и фиксация в опорах аналогичны конструкции с вклады­шами шатунных подшипников. От последних они отличаются только большей толщиной стальной ленты, из которой их штампуют. Общий вид вкладышей коренных опор (подшипников) показан на рис. 12 (позиция 12). Для большинства отечественных автомо­бильных двигателей применяют вкладыши коренных подшипников с общей толщиной 2,25 мм. Двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-66 и ЗИЛ-130 снабжаются триметаллическими вкладышами коренных подшипников.

Коленчатые валы строго фиксируют от осевого смещения в корен­ных опорах, которое в автомобильных двигателях допускается в пределах всего 0,2 мм. При большей величине смещения возникает опасность нежелательного нарушения взаиморасположения деталей кривошипно-шатунного механизма. Как правило, осевая фиксация осуществляется только у одной из коренных опор с тем, чтобы при тепловом расширении сохранялась возможность перемещения как самого вала, так и элементов остова двигателя. Для фиксации используют либо крайние опоры (задняя — в двигателе ЯМЗ-236; у носка вала — во всех двигателях ЗМЗ и ЗИЛ-130), либо средняя опора (двигатель МЗМА-408). При косозубом шестеренчатом или цепном приводе кулачкового вала газораспределения для фик­сации вала рекомендуется использовать переднюю коренную опору.

Коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей на выходе из картера должны надежно уплотняться в гнездах. При недостаточном уплотнении хвостовика и носка вала возможна как утечка масла из поддона, так и проникновение дорожной пыли в картерную полость двигателя. Утечка масла не только повышает его расход, но и может вызвать аварию из-за «задиров» или выплав­ления подшипников вследствие их перегрева. Не менее опасно и проникновение дорожной пыли, вызывающей повышенный износ трущихся деталей кривошипно-шатунного механизма.

Коленчатый вал уплотняется с помощью различных сальников, а также масло- и пылеотражающих устройств. Уплотнение носка вала особенно сложное.

С внешней стороны отверстие в крышке, через которое прохо­дит носок вала, защищено штампованным пылеотражателем, напрессованным на ступиц и вращающимся вместе со шкивом привода вентилятора. Пылеотражатель препятствует проник­новению к сальнику и в картер дорожной пыли.

Конструкция коленчатого вала и его форма выбираются так, чтобы вне зависимости от тактности двигателя обе­спечивалось равномерное че­редование рабочих ходов при любом принятом числе и рас­положении цилиндров, а так­же достигалось более полное уравновешивание двигателя.

С этой целью колена ва­ла, равноотстоящие от его середины (от оси симметрии), располагают в одной плоско­сти. В четырехтактных одно­рядных двигателях эти ко­лена бывают повернуты в од­ну сторону, т. е. имеют зеркальное расположение.

Чередование рабочих ходов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Для принятого взаиморасположения шатунных шеек вала или угла сдвига его колен существуют несколько поряд­ков работы, но используют тот из них, который обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по длине вала. Последова­тельно работающие цилиндры двигателя должны отстоять друг от друга как можно дальше.

Коленчатые валы поршневых двигателей испытывают перемен­ные скручивающие нагрузки, под воздействием которых в них возникают упругие угловые колебания. Сущность таких колебаний можно понять на примере любого упругого стержня, неподвижно закрепленного с одной стороны и несущего массу на другой. Если свободный конец рассматриваемого стержня закрутить на некото­рый угол и отпустить, то под действием упругости и инерционной массы он будет совершать угловые колебания с определенной часто­той (периодом). Стоит только к такому колеблющемуся стержню приложить внешнюю силу, периодически действующую с такой же частотой, как возникает явление резонанса (ритмичное раскачива­ние), вызывающее непрерывное увеличение амплитуды углового колебания стержня и в конечном итоге разрушение его.

Аналогично этому раскачивается и коленчатый вал, к криво­шипам которого прикладываются внешние силы, действующие периодически с частотой, зависящей от числа оборотов вала, тактности двигателя и числа цилиндров. При совпадении периода действия на вал какой-либо гармонической составляющей этих сил с периодом собственных его колебаний наступает явление резонанса.

Число оборотов, соответствующее возникновению резонансных колебаний, называют критическим.

При разработке конструкции коленчатого вала стремятся к тому, чтобы критическое для него число оборотов, соответствующее наи­более опасному резонансу, имело как можно большую величину и не попадало в диапазон рабочих чисел оборотов коленчатого вала. С этой целью коленчатым валам придают возможно большую жест­кость. Из теории колебаний известно, что чем больше жесткость вала при данных моментах инерции масс, колеблющихся вместе с валом, тем выше частота собственных колебаний вала данной системы и тем выше критическое число его оборотов. В результате этого в диапазоне рабочих чисел оборотов вала резонируют гар­моники более высоких порядков. Так как амплитуды этих гармоник уменьшаются с повышением их порядка примерно по экспоненте, то резонанс их тем менее опасен для прочности вала, чем выше порядок гармоники.

Если при расчете вала на крутильные колебания резонанс гар­моники какого-либо порядка, наступающий в рабочей зоне чисел оборотов вала, окажется опасным для прочности вала, то изменяют динамическую систему путем изменения жесткости вала. Если кон­структивно это невыполнимо, то ставят гаситель колебаний, настро­енный на гашение колебаний данной формы, определяющейся их частотой.

Принцип действия гасителей крутильных колебаний основан на частичном поглощении энергии (возникающего крутильного колебания коленчатого вала), затрачиваемой на работу трения в гасителе. Гасители устанавливаются на носке вала или в непосредственной его близости, где угловые колебания имеют макси­мальную величину.

В автомобильных двигателях применяют гасители фрикционные (сухого трения), внутреннего трения (резиновые) и жидкостного трения. Наиболее простыми и распространенными являются гаси­тели внутреннего трения — демпферы (рис. 5).

 

 

Рис. 5. Гаситель крутиль­ных колебаний внутренне­го     трения     двигателя ЗИЛ-114

 

Массивный диск (маховичок) 1 привулканизирован здесь слоем резины 2 к штампованному фа­сонному фланцу 3, который жестко кре­пится к ступице шкива привода венти­лятора. Крутильные колебания колен­чатого вала вызывают колебательное движение маховичка 1 относительно но­ска вала. Вследствие этого в слоях ре­зины возникает внутреннее трение, пог­лощающее часть энергии крутильных колебаний вала. Эта энергия превра­щается в тепло и рассеивается в атмо­сферу. Резиновые гасители изменяют амплитуду угловых колебаний вала двигателя, что способствует уменьше­нию возникающих в нем напряжений. Они достаточно эффективны, просты по устройству и надежны в работе.

В настоящее время применяют гаси­тели жидкостного трения, в которых используют силиконовую жидкость, об­ладающую большой вязкостью и мало зависящую от температуры. В замкну­тое кольцевое пространство силиконо­вого гасителя помещают свободную сейсмическую массу в виде кольца, а в кольцевую полость заливают силико­новую жидкость, в которой должна ко­лебаться сейсмическая масса. Трение, возникающее между вязкой жидкостью и этой подвижной массой, используется для гашения (ослабления)   крутильных колебаний вала.

Необходимость применения демпферов для коленчатых валов обычно возникает в рядных 6 и особенно 8-цилипдровых двигате­лях, имеющих сравнительно большую длину вала.

 

 

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г. 


Newer news items:

Older news items:


Коренные шатунные шейки коленчатого вала. Предназначение коленчатого вала. Коленчатый вал двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) сам по себе не может стронуть с места автомобиль, потому что поршни способны только на поступательное движение, которое должно быть преобразовано через коленвал в крутящий момент, обязательный для трансмиссии. Иными словами, последний служит передачей между ДВС и ведущими колесами, если не принимать во внимание ряд других узлов и механизмов.

Название, по-видимому, предполагает простоту реализации, обманывая самых неопытных. Фактически, блок двигателя также может состоять из более чем 25 частей под названием «аниме» и гораздо большего числа «каналов», подходящих для распространения охлаждающей жидкости. Интересно, что эти части сначала сделаны в форме «плесени». Форма изготовлена ​​из клея, отвердителя и песка из циркона. Затем расплавленный металл отливают в форму, чугун, в настоящее время алюминиевый сплав.

Производительность тепловых двигателей зависит от начальной и конечной температуры их цикла. Что касается блока цилиндров, он сразу же размывает важность расположения теплового насоса и поршня. В горизонтальном блоке двигателя поршень падает горизонтально, а в других случаях поршень имеет вертикальное положение.

Из чего состоит коленвал

Как известно, гениальность – в простоте, и коленвал является ярким тому примером, так как устройство данного автомобильного узла не отличается сложностью, а эффективность его чрезвычайно высока. Именно этот элемент кривошипно-шатунного механизма, выполненный из стали или чугуна, несет на себе основную нагрузку вращения колес, передавая им энергию двигателя. Составлен из ряда колен (число их соответствует числу цилиндров ДВС), каждое из которых состоит из двух щек и соединяющей их шатунной шейки . Между собой колена связаны коренными шейками, снабженными одноименными подшипниками.

Вертикальные блоки двигателя находятся в неблагоприятном положении, поскольку они имеют более короткий канал подачи и не имеют пластинчатого входа в рукоятку насоса. Участие пластинчатой ​​упаковки на части цилиндра ограничивает развитие трещин. Вертикальные блоки затем подвергаются воздушному охлаждению, а горизонтальные могут похвастаться жидкостью.

Электрический: в котором механическое движение задается электрической входной мощностью; тепло: использует тепло для механического движения, его также называют «горения» и могут быть двух типов: внутреннего или внешнего; внутреннее сгорание: является эндотермической машиной, способной работать через внутренний энергетический двигатель, горючую воздушную смесь; наружное горение: он использует сгорание, которое происходит снаружи, например паровой двигатель; гидравлический: использует кинетическую энергию жидкости для получения механической энергии; сжатый воздух: использует сжатый воздух для выполнения механических работ; к весне: он работает на накопленной энергии; молекулярная. Даже сегодня некоторые малогабаритные двигатели и многие мопед-моторы не используют так называемый «моноблок», монтируя конструкции, состоящие из двух или более разделяемых деталей.

Преобразование поступательного движения в крутящее происходит за счет того, что оси шеек, соединенных через подшипники с шатунами, не совпадают с осью вращения всего вала. К слову, во избежание возникновения центробежных сил во время работы узла щеки с противоположной стороны от шатунных шеек утяжелены противовесами. Таково устройство коленчатого вала в целом, если не рассматривать маховик, устанавливаемый на одном конце узла, и соединение через ведомый диск с коробкой передач на другом конце.

Вал является передающим элементом вращающегося двигателя. Вал, в отличие от оси, который имеет определенную угловую скорость, передает движение крутящего момента определенным элементам. Это запас, который имеет количество приложений во всех областях передачи мотоциклов.

В двигателях мы находим коленчатый вал, также называемый локтями. Коробка передает велосипед на вал трансмиссии, который благодаря дифференциалу передает его на колеса. Поэтому вал передает вращающийся двигатель, подвергнутый торсионному напряжению. Если он подвергается сгибанию, он должен быть оснащен подходящими опорами, поэтому проблема трения между вращающейся и неподвижной частью лежит.


Как работает коленчатый вал двигателя

Итак, в камерах двигателя внутреннего сгорания, после воспламенения нагнетенного туда горючего, образуются газы, которые, расширяясь, толкают поршни. Те, в свою очередь, оказывают воздействие на присоединенные к ним шатуны через кинематическую пару (бронзовая втулка и палец, тончайший зазор между ними заполнен маслом, подающимся сквозь отверстие во втулке). Шатун нижней головкой через подшипник соединен с шейкой колена, расположенного на валу, и каждое движение поршня, таким образом, проворачивает весь коленчатый вал двигателя.

Коленчатый вал имеет форму из-за кривошипов. Штыри соединяются с рукояткой кривошипа благодаря кривошипным рычагам и охватываются замками, закрытыми между головкой и шатуном. Это делает движение поршней круговым движением благодаря перемещению шатунов и перемещает его на датчик силы, обычно расположенный на маховике.

Особенности в автомобилях

Коленчатый вал двигателя может иметь разные характеристики, в зависимости от функции или типа использования, для которого он предназначен. Важно, чтобы он имел определенную полость, если двигатель, к которому он подключен, является прямым: в этом случае используется кабель чтобы иметь возможность увеличить его жесткость.

Чтобы крутящий момент был передан на трансмиссию без ослабления, каждую коренную шейку охватывает специальный подшипник коленвала, состоящий из двух половинок, установленных внутри крышек картера. В последнем предусмотрены ячейки для вращающихся колен, с отверстиями для шатунов в верхней части и поддоном для масла в нижней. Между ячейками, по числу опорных шеек, располагаются подшипники, у каждого вместо элементов качения с внутренней стороны имеется канавка для масла.

В других случаях можно использовать встречный вращающийся вал, который вращается в обратном направлении к колесам, чтобы исключить так называемый гироскопический эффект, чтобы вызвать более быстрое изменение траектории. Поскольку во время вращения двигатель будет иметь тенденцию генерировать пару сил, противоположных силе самого двигателя, эта пара будет стремиться противодействовать движению колеса в тяге: следовательно, у нас будет лучшая устойчивость автомобиля в любой ситуации.

Распределительный вал служит для передачи движения к элементам, которые соединены с ним. Он состоит из распределительных валов, которые коленчатые и эксцентричные, а в двигателе взрыва служит для распределения движения, которое открывает и закрывает клапаны.

Cтраница 1

Шатунные шейки коленчатого вала этого дизеля закалены токами высокой частоты. Вкладыши нижней головки шатуна стальные, залиты свинцовистой бронзой.  

Шатунная шейка коленчатого вала подвергается закалке с последующим отпуском.  

Шатунные шейки коленчатого вала подвергаются закалке с последующим отпуском.  

Поэтому это элемент, который представляет собой четырехтактный двигатель и дизельный двигатель. Фактически, он находится над головкой двигателей этого типа и продолжает направлять движение клапанов с помощью специальных ударов на стекло. По этой причине или из-за своей функции, связанной с клапаном, это очень важно для характеристик автомобилей. Фактически, привод имеет большее или меньшее отверстие клапанов двигателя, что приводит к увеличению или уменьшению мощности двигателя.

Благодаря его присутствию можно получить двигатель до 100 л.с. на литр, так как он использует свойства выхлопной фазы вместе с наличием вариатора лифта, который изменяет миллиметр хода клапана. Поэтому распределительный вал является основополагающим элементом, позволяющим вмешаться для увеличения мощности двигателя.

Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют устройства для центробежной очистки масла от механических примесей (грязеуловители), которые значительно улучшают очистку масла, поступающего к шатунным подшипникам.  

Шатунные шейки коленчатых валов расположены попарно с разворотом на 180 с одной общей щекой. В первых трех ступенях цилиндры 2 и их крышки чугунные литые с рубашками для водяного охлаждения. В следующих ступенях устанавливаются стальные кованые цилиндры с разъемными кожухами для охлаждения. В зависимости от числа цилиндров в ряду и их размеров предусматривается для них одна или две качающиеся опоры. Клапаны в основном кольцевые и дисковые. Для первых двух ступеней скользящие поршни двойного действия, для последующих ступеней — дифференциальные. Уплотнение штоков осуществляется сальниками обычных конструкций. Система смазки механизма движения циркуляционная. К цилиндрам и сальниками масло подается лубрикатором.  

Жидкая система охлаждения автомобиля

Чтобы настроить его, вы можете использовать три разные системы. Полые отверстия: в этом случае отверстия, имеющиеся на шестерне, имеют отверстие, облегчающее смену времени. Система жидкостного охлаждения поддерживает постоянную температуру. Целью этого типа системы является устранение избыточного тепла от двигателя, так что все его компоненты работают при оптимальной температуре.

Для систем с разомкнутой цепью используется жидкость. Существует захват, который собирает прохладный, который обертывает двигатель, в то время как слив — это щель, из которой она выходит, когда она используется. Жидкая особенность заключается в том, что она имеет очень низкую температуру замерзания, высокую температуру кипения и обладает высокой способностью захватывать и удерживать тепло.

Шатунные шейки коленчатого вала посредством тяг соединяются со сбегающими концами тормозных лент. Обойма тяги надевается на вал и устанавливается на полувтулках из антифрикционных материалов.  

Шатунные шейки коленчатого вала, эксцентрик плунжера масляного насоса (в компрессоре 1КТ) с овальностью и конусностью более допустимой шлифуют. Разрешается оставлять после шлифовки на шатунной шейке вмятины в количестве не более двух общей площадью до 20 мм2 и глубиной до 0 2 мм. Изношенные поверхности вала в местах посадки колец шарикоподшипников и сальника разрешается восстанавливать цинкованием или вибродуговой наплавкой под слоем флюса. Коническую поверхность вала проверяют калибром по краске. Шарикоподшипники заменяют при наличии выкрашивания металла на поверхности шариков, трещин в кольцах, излома сепаратора или износа беговых дорожек. Новые шарикоподшипники надевают на шейки вала с предварительным подогревом в масле до 100 — 120 С.  

Помните, что радиатор состоит из резервуара, который служит для охлаждения жидкости, поступающей из моноблока. Он состоит из сетки труб и ребер, которые позволяют снизить температуру вещества, используемого для снижения температуры. Он расположен в передней части двигателя, поэтому он принимает воздух, выходящий во время движения автомобиля, и выполнен из алюминия. В то же время он выполняет функцию выброса горячего воздуха двигателя. Это вентилятор, который помогает радиатору в процессе охлаждения.

Цикл для снижения температуры

Вентилятор подключен к электродвигателю и активируется термостатом. Последнее устройство представляет собой переключатель, расположенный рядом с радиатором, который замыкает электрическую цепь, которая приводит в действие вентилятор. Цикл жидкостного охлаждения изменяется в зависимости от температуры, на которой он расположен. Если его температура ниже рабочей температуры, будет цикл, в то время как в одной из них будет одна.

Шатунные шейки коленчатого вала имеют внутренние полости 6 закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.  

Шатунные шейки коленчатого вала сделаны пустотелыми, а их внутренняя поверхность используется для дополнительной (центробежной) очистки масла. Для подвода масла от коренных шеек к шатунным просверлены каналы.  

Если температура всегда выше нормы, это означает, что система охлаждения не работает должным образом. Одной из причин может быть отсутствие герметичности радиатора: что происходит, это разлив жидкости. Предлагаемые решения в основном предназначены для замены уплотнения или для герметизации созданных небольших отверстий. В дополнение к этому, радиатор может сломаться в результате аварии, так как он впервые поражен лобовым ударом. Поэтому, если необходимо заменить его, сначала вылейте жидкость и замените ее.

Контроль уровня охлаждающей жидкости

Как только это будет сделано, вам нужно будет заполнить систему новой жидкостью и выпустить воздух. В случаях, когда производится длинное путешествие или свет горит, указывая, когда температура жидкости достигает точки кипения, тогда необходимо будет выполнить проверку, чтобы избежать любого повреждения. В частности, красный свет является сигналом, который мы можем сразу заметить на приборной панели, но он не всегда указывает на отказ радиатора. Иногда вы просто включаетесь после долгого, напряженного мотоцикла топать или после подъема в гору, напрягая двигатель.

Шатунные шейки коленчатого вала компрессора могут иметь номинальный или ремонтные размеры.  

Шатунные шейки коленчатого вала ЗИС-120 полые (высверлены), что обеспечивает снижение веса противовесов и всего вала в целом.  

Шатунные шейки большого коленчатого вала обычно обрабатываются на крупных специальных станках, а шатунные щейки вала компрессора при том же выпуске обрабатываются на обычных одно — и многорезцовых токарных и круглошлифовальных станках, но в приспособлениях со смещением оси вращения на величину эксцентрицитета.  

Тем не менее, управление очень простое, просто найдите и сделайте быстрый анализ расширительного бачка на всех новых автомобилях. Это небольшой контейнер с функциями подачи недостающей жидкости в систему и сбора ее при кипении. Рекомендация — выполнить эту проверку при выключенном двигателе и холоде. Как только кастрюля находится, отвинтите колпачок и убедитесь, что уровень находится между минимальной и максимальной отметкой. В этом случае мы можем отдохнуть, в противном случае необходимо будет вылить новую жидкость до оптимального уровня.

Шатунные шейки коленчатых валов больших компрессоров обрабатываются на специализированных станках, предназначенных для этой цели. Обрабатываемый коленчатый вал не вращается, а закрепляется неподвижно в специальных центросместительных стойках (фиг. Стойки состоят из чугунных корпусов /, крышек 2 и вкладышей 3, в которые устанавливаются коренные шейки вала. Стойки крепятся к столу станка болтами.  

Высококачественные металлы и обработка поверхности и обработка. Такое лечение может достигать значительных глубин и часто используется для задержки или устранения стрессов, связанных с коррозией, фреттингом, питтингом и задержкой неблагоприятных эффектов обезуглероживания поверхностей.

В аэронавигационных средах он также используется перед гальваническими покрытиями для устранения инфильтрации в результате осаждения слоя. Увеличение сопротивления, которое может быть получено, очень часто очень важно. Они зависят не только от характеристик обработки, но и от поверхностного состояния условий работы и нагрузки.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, МАХОВИК, КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ВКЛАДЫШИ, МАНЖЕТЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА автомобиля «Таврия» ЗАЗ-1102 ( ЗАЗ


КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, МАХОВИК, КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ВКЛАДЫШИ, МАНЖЕТЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА автомобиля «Таврия» ЗАЗ-1102 ( ЗАЗ — 1102 )
к оглавлению
предыдущая страница
КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, МАХОВИК, КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ВКЛАДЫШИ, МАНЖЕТЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА автомобиля «Таврия» ЗАЗ-1102
Коленчатый вал двигателя полноопорный (рис. 2-44), отлит из специального высокопрочного чугуна. Номинальный диаметр коренных шеек вала 50 мм, а шатунных — 45 мм, для повышения износостойкости рабочие поверхности коренных и шатунных шеек закалены токами высокой частоты на глубину 2…3 мм. Коленчатый вал динамически отбалансирован (допустимый дисбаланс не превышает 15 г . см).
В теле вала просверлены масляные каналы, масло к шатунным шейкам подается от 1, 2, 4 и 5-й коренных шеек. Технологические выходы сверлений заглушены завернутыми в них пробками.
Диаметральный зазор между коренными шейками вала и их вкладышами составляет 0,040…0,089 мм, что обеспечивает циркуляцию масла и безударную работу соединения без выдавлевания слоя смазки.
Осевая фиксация коленчатого вала производится упорным полукольцами 21 (рис. 2-5), установленными в торцах гнезда подшипника 3-й коренной шейки в блоке. Осевой зазор в этом соединении равен 0,054…0,306 мм.
На переднем носке коленчатого вала (рис. 2-45) находится ведущий шкив 5 привода газораспределения и шкив 13 ременной передачи на генератор. Оба они устанавливаются на сегментной шпонке 2 и затягиваются гайкой 3 на торце. Шкив снабжен меткой для установки зажигания и регулировки клапанных зазоров. Носок коленчатого вала уплотнен манжетой 11, которая запрессована в корпус масляного насоса 7.
Задний фланец коленчатого вала уплотнен манжетой 2, установленной в держатель 3 (рис. 2-46) манжеты. На заднем торце коленчатого вала к фланцу болтами закреплен маховик.
Проверка состояния коленчатого вала. Снятый с двигателя коленчатый вал тщательно промойте, выверните пробки 2 (рис. 2-46) масляных каналов шатунных шеек и очистите внутренние масляные полости.
Продуйте их сжатым воздухом. Осмотрите состояние коренных и шатунных шеек коленчатого вала на отсутствие грубых рисок, натиров, следов прихвата или повышенного износа, а также состояние резьбы во фланце для болтов крепления маховика — она не должна быть деформирована; проверьте, нет ли трещин на фланце коленчатого вала, у резьбовых отверстий.
Проверьте сохранность резьбы под гайку крепления шкива генератора.
При нормальном состоянии коленчатого вала по результатам осмотра его годность к дальнейшей эксплуатации определяется замером коренных и шатунных шеек.
Произведите замеры шеек коленчатого вала в двух взаимоперпендикулярных плоскостях по двум поясам на расстоянии 1/4 общей длины шеек. Полученные размеры сопоставьте с размерами коренных и шатунных подшипников. Если зазоры в коренных и шатунных подшипниках не более 0,12 мм, а овальность и конусность шеек не превышает 0,01 мм (овальность и конусность шеек нового коленчатого вала не более 0,005 мм), коленчатый вал может быть оставлен для дальнейшей эксплуатации со старыми подшипниками. 0 критериях замены вкладышей шатунных подшипников сказано ниже.
Если зазоры в коренных и шатунных подшипниках близки к предельно допустимым, но размеры шеек не менее: коренных 49,974 мм, шатунных — 44,974 мм, коленчатый вал может быть оставлен для дальнейшей эксплуатации с новыми коренными и шатунными подшипниками. При первой смене коренных и шатунных подшипников обычно устанавливают подшипники номинального размера.При износе коренных шеек коленчатого вала до размера менее 49,974 мм, шатун- ных шеек — до размера 44,974 мм или при существенных дефектах по визуальному осмотру коленчатый вал подлежит замене или ремонту.
Ремонт коленчатого вала заключается в перешли фовке коренных и шатунных шеек с уменьшением на 0,125, 0,25 и 0,5 мм против номинального размера (табл. 2).
При этом перешлифовывать следует все коренные либо все шатунные шейки.
Размеры между щеками (рис. 2-44) должны быть: второй и четвертой коренных шеек (24 + 0,105) мм, между щеками средней коренной шейки (28 + 0,026) мм, между щеками шатунных шеек (23 + 0,10) мм.
Радиус галтелей для всех коренных шеек выдержат 2,5 -0.2 мм, для шатунных шеек — 2,7 -0.3мм.
После обработки все каналы очистите от стружки и промойте.
Обработанные шейки коленчатого вала должны соответствовать следующим условиям: шероховатость поверхности должна быть не выше 0,32 мкм; отклонение от параллельности осей шатунных шеек вместе с отклонениями от геометрической формы при опоре на крайние коренные шейки не должна превышать 0,04 мм на длине 100 мм; конусообразность, бочкообразность, седлообразность, овальность и огранка поверхностей коренных и шатунных шеек не должна превышать 0,005 мм; биение второй, третьей и четвертой шеек при установке на крайние коренные шейки не должно превышать 0,03 мм.
Если в результате перешлифовки диаметры шеек коленчатого вала уменьшены и вкладыши ремонтного размера окажутся непригодными, то при очередном ремонте необходимо собрать двигатель с новым валом. Для такого случая в запаные части поставляестя колен чатый вал без маховика, отбалансированный динамически ( допустимый дисбаланс не более 15 г. см).
Маховик (рис. 2-47) отлит из чугуна, на коленчатом валу установлен на фланце и крепится через шайбу 7 (рис. 2-46) шестью болтами 8, один из которых смещен. На маховике установлен штифт 3 (рис. 2-47) подачи импульса на диагностический датчик ВМТ и напрессован стальной зубчатый обод 9 (рис. 2-46). Маховик динамически балансируется, допустимый дисбаланс должен быть не более 10 r . см.
Проверка состояния маховика заключается в про- верке: плоскости прилегания ведомого диска сцепления; состояния ступицы и зубчатого обода.
Плоскость прилегания ведомого диска должна быть гладкой без рисок и задиров, незначительные риски прошлифуйте, шероховатость поверхности не должна быть хуже 2,5 мкм. Биение указанной плоскости в сборе с коленчатым валом не более 0,10 мм на крайних точках.
Проверьте ступицу маховика, при наличии трещин маховик замените.
Проверьте состояние зубчатого обода маховика. При наличии забоин на зубьях — зачистите их, а при значитель- ных повреждениях — замените обод маховика.
Перед напрессовкой нагрейте обод до температуры 200…230′ С, затем установите фаской на внутреннем диаметре и напрессуйте до упора. Биение зубьев обода допускается не более 0,7 мм.
Вкладыши коренных подшипников — тонкостенные, сталеалюминиевые, с радиальными отверстиями для прохода масла. Верхние и нижние вкладыши каждого подшипника одинаковы (для исключения возможнос- ти проворачивания имеют усы).
Вкладыши 1, 2, 4 и 5-го подшипников (ширина 17,76…18,0 мм) имеют на внутренней поверхности кольцевые канавки для непрерывной подачи масла к шатунных шейкам.
Вкладыши 3-го коренного подшипника такой канавки не имеют и отличаются большей шириной (21,76…22,0 мм).
Вкладыши шатунных подшишшков — тонкостенные, сталеалюминиевые. Верхние и нижние вкладыши вза- имозаменяемы (для исключения проворачивания на них выполнены усы).
Проверка и замена вкладышей коренных и шатунных подшипников. При решении вопроса о необходимости замены вкладышей подшипников следует иметь в виду, что диаметральный износ вкладышей и шеек коленчатого вала не всегда служит определяющим критерием.
В процессе работы двигателя в антифрикционный слой вкладышей вкрапливается значительное количество твердых частиц (продуктов износа, деталей, абра- зивных частиц, засасываемых в цилиндры двигателя с воздухом и т.п.).
Поэтому, такие вкладыши, имея часто незначительный диаметральный износ, способны вызвать в дальнейшем ускоренный и усиленный износ шеек колен- чатого вала. Следует также учитывать, что шатунные подшипники работают в более тяжелых условиях, чем коренные. Интенсивность их износа несколько превышает интенсивность износа коренных подшипников. Таким образом, к решению вопроса о замене вклады- шей необходим дифференцированный подход в отношении коренных и шатунных подшипников.
Во всей случаях удовлетворительного состояния поверхности вкладышей коренных подшипников критерием необходимости их замены служит величина диаметрального зазора в подшипнике.
При оценке состояния вкладышей следует иметь в виду, что поверхность антифрикционного слоя считается удовлетворительной, если на ней нет задиров, выкрашиваний антифрикционного сплава и вдавленных в сплав инородных материалов.
Для замены изношенных или поврежденных вкладышей в запасные части поставляются вкладыши коренных и шатунных подшипников номинального и трех ремонтных размеров (табл. 2) комплектно (в количестве, необходимом на один двигатель).
Вкладыши ремонтных размеров отличаются от вкладышей номинального размера уменьшенным на 0,125, 0,25, 0,5 мм внутренним диаметром. Наружный диаметр всех вкладышей одинаков. Коренные подшипни- ки и вкладыши шатуновремонтныхразмеровустанавливаются только после перешлифовки шеек коленчатого вала. Коренные подшипники рекомендуется ме- нять все одновременно, чтобы избежать повышенного прогиба коленчатого вала. При замене коренных под- шипников необходимо проследить за правильной установкой вкладышей, совпадением отверстия для подвода смазки.
После замены вкладышей как с одновременной перешлифовкой шеек коленчатого вала, так и без нее следует обязательно проверить диаметральный зазор в каждом подшипнике. Это позволит проверить правильность выбора вкладышей и подшипников.
Проверить диаметральный зазор в подшипнике можно измерением шейки коленчатого вала, вкладышей (в паре) данного подшипника и подшипников с последующими несложными расчетами.
Диаметр коренных подшипников и подшипников нижней головки шатуна измеряют при вложенных, вкладышах и затянутых с необходимым усилием болтов.
Примечание. Для замера внутреннего диаметра ни- жней головки шатуна с вкладышами его необходимо собрать на оправке диаметром 45 О.о, мм.

Диаметральные зазоры между шейками коленчатого вала и подшипниками должны находиться в пределах 0,040…0,089 мм для коренных подшипников и 0,030…0,076 мм для шатунных.
Тонкостенные сменные вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены с высокой точностью. Требуемая величина диаметраль- ного зазора в подшипнике обеспечивается толькс надлежащими диаметрами шеек коленчатого вала, Поэтому вкладыши при ремонте двигателя меняют бе каких-либо подгоночных операций и только попарно. замена одного вкладыша из пары не допускается. Из сказанного также следует, что для получения требуе- мого диаметрального зазора в подшипнике запрещается спиливать или пришабривать стыки вкладышей или крышек подшипников, а также устанавливать про- кладки между вкладышем и его посадочным местом.
Невыполнение указаний приводит к нарушению правильности геометрической формы подшипников, ухудшению теплоотвода от них и ускоренному отказу вкладышей в работе.
Проверка состояния манжет коленчатого вала
После длительной эксплуатации двигателя манжеты, как правило, требуют замены. В случае разборки двигателя с малым пробегом, но требующим снятия коленчатого вала, манжеты тщательно осмотрите.
При наличии на рабочей кромке даже незначительных трещин или надрывов, следов отслоения от арматуры, затвердевания материала или деформации — манжеты замените. Перед запрессовкой манжет в корпус масляного насоса и держатель наружную поверхность манжет смажьте герметизирующей пастой
. Не допуская перекоса запрессуйте манжету 2 (рис. 2-48) оправкой М9840-879 в корпус масляного насоса 3, а в держетль 3 (рис. 2-49) — манжету 2 оправкой М9840-880. При запрессовке манжет про- следите, чтобы не соскочили пружины.

После запрессовки манжет в держатель и корпус масляного насоса рабочую кромку смажьте смазкой (Литол-24).

следующая страница
к оглавлению

Устройство коленчатого вала

Что такое коленчатый вал и из чего он состоит?

Коленчатый вал – это важная часть двигателя внутреннего сгорания, потому как он преобразует возвратно-поступательные движения поршней в крутящий момент. Устройство коленчатого вала следующее: щёки, шатунные и коренные шейки, противовесы, хвостовик, фланец.

Опора коленчатого вала – коренные шейки. В классических четырехцилиндровых двигателях коленвалы с пятью опорами. Конструкция из трех опор применяется редко, потому как не такая прочная. Семиопорные валы имеют шестицилиндровые двигатели. Обычно в блоках цилиндров с небольшим диаметром цилиндра применяют коленвалы с одинарным противовесом. Во время изготовления и ремонта поверхность коренных и шатунных шеек тщательно полируется.

Виды коленвалов

Различают коленвалы с двойными противовесами и без них. Коленвал должен быть износостойким, иметь низкую массу, уравновешен, иметь точную обработку. Изготавливаются коленчатые валы из высокопрочной легированной стали. Также бывают литые коленвалы из высокопрочного чугуна, которые закаляются токами высокой частоты. Также бывают полые коленвалы.

Как работает коленчатый вал?

На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор. Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

Внутреннее устройство двигателя: какие детали?


Подшипники шатуна

Подшипники шатуна (шатунные подшипники) устанавливаются на шейки шатунов коленчатого вала и имеют на своей поверхности пленку из «белого металла» (свинцового сплава), придающую шейке коленчатого вала более мягкую поверхность. Это сохраняет смазку между двумя поверхностями. Они помещаются между шатунами и коленчатым валом. Подшипники шатуна также представляют собой съемные вкладыши.

Зазор подшипника шатуна — это небольшой зазор между подшипником шатуна и шейками коленчатого вала.Как и в случае с коренными подшипниками, он позволяет маслу попадать в подшипник.

Вернуться к началу

Распределительный вал

Распределительный вал может располагаться в блоке двигателя или в головке блока цилиндров.

Лепестки кулачков представляют собой выступы (неровности) яйцевидной формы, обработанные на распредвале. Для каждого клапана двигателя предусмотрен один выступ кулачка. Распределительный вал 4-цилиндрового двигателя будет иметь восемь кулачков, а 6-цилиндровый — двенадцать кулачков. Вращающиеся кулачки распределительного вала открывают каждый клапан.

Распредвал иногда имеет шестерню привода распределителя и масляного насоса.Шестерня распределителя системы зажигания может зацепляться с этой шестерней.

Эксцентрик (овал) может быть обработан на распределительном валу механического (с приводом от двигателя) топливного насоса. Он похож на выступ кулачка, но более круглый. При повороте кулачка эксцентрик перемещает рычаг топливного насоса вверх и вниз.

Шейки распределительного вала — это точно обработанные и отполированные поверхности кулачков \ подшипников. Как и коленчатый вал, распределительный вал вращается на шейках. Масло разделяет подшипники кулачков и шейки кулачков.

Вернуться к началу

Подшипники распределительного вала

Подшипники распределительного вала поддерживают распределительный вал в головке блока цилиндров так же, как коренные подшипники поддерживают коленчатый вал.

Вернуться наверх

Шатун

Шатун крепит поршень к коленчатому валу. Он передает движение поршня и давление сгорания на шейки шатуна коленчатого вала. Шатун также вызывает движение поршня во время бессильных ходов (впуск, сжатие и выпуск).

Малый конец шатуна охватывает поршневой палец (поршневой палец). Он также называется верхним концом и содержит неразъемную втулку. Втулка вдавливается в малый конец шатуна.

Крышка шатуна крепится болтами к нижней части корпуса шатуна. Его можно снять для разборки двигателя.

Шатун шатуна или нижний конец — это отверстие, выточенное в корпусе и крышке шатуна. Шатунный подшипник входит в шатун.

Болты и гайки шатуна скрепляют шатун и крышку.Это специальные крепежные детали с высокой прочностью на разрыв. В некоторых шатунах используются винты с головкой под ключ без гайки. Колпачковый винт ввинчивается в сам шатун. Такая конструкция снижает вес шатуна.

Вернуться к началу

Коленчатый вал

Коленчатый вал использует огромную силу, создаваемую направлением поршней вниз. Он изменяет движение поршней вверх и вниз во вращательное движение. Коленчатый вал входит в нижнюю часть блока цилиндров.

Коренные шейки коленчатого вала имеют точно обработанную и полированную поверхность. Они входят в блок коренных подшипников.

Цапфы шатунов коленчатого вала (шейки шатунов) также имеют обработанные и полированные поверхности, но они смещены относительно коренных шеек. Шатуны прикручиваются болтами к шатунным шейкам.

Противовесы образованы на коленчатом валу для предотвращения вибрации. Груз противодействует весу шатунов, поршней, колец и смещения шейки шатуна.

Удлинитель коленчатого вала выступает через переднюю часть блока. На нем предусмотрено место для крепления механизма привода распределительного вала, переднего демпфера и ременных шкивов вентилятора.

Фланец для крепления маховика находится на задней части коленчатого вала. К этому фланцу крепится маховик. В центре фланца имеется пилотное отверстие или втулка для преобразователя крутящего момента трансмиссии или первичного вала.

Двигатели легковых автомобилей обычно имеют 4,6 или 8 цилиндров. Шатунные шейки коленчатого вала расположены так, что на рабочий ход всегда находится по крайней мере один цилиндр.Затем сила всегда передается на коленчатый вал для плавной работы двигателя.

Вернуться к началу

Блок цилиндров

Блок цилиндров — самая большая часть двигателя. Остальные части либо вставляются в блок, либо прикрепляются к нему. Как следует из названия, это в основном блок из литого металла, обычно из чугуна, но может быть из алюминиевого сплава.

Имеет цилиндры с точной расточкой для установки поршней. Нижняя часть блока называется картером и имеет подшипники для поддержки коленчатого вала.

Водяные рубашки — это каналы охлаждающей жидкости через блок. Они позволяют воде и раствору антифриза охладить цилиндры.

Пробки керна, пробки для защиты от замерзания или приварные пробки представляют собой круглые металлические пробки с внешней стороны блока. Запечатывают отверстия, оставшиеся в блоке после литья (изготовления). Заглушки предотвращают утечку охлаждающей жидкости из водяных рубашек и действуют как зоны сброса давления в случае замерзания охлаждающей жидкости.

Вернуться к началу

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров изготовлена ​​из чугуна или алюминиевого сплава.Он прикреплен болтами к верхней части блока цилиндров, так что он охватывает цилиндры.

Камеры сгорания — это небольшие карманы, образованные в головке блока цилиндров. Камеры сгорания расположены непосредственно над поршнями. В этих областях головки блока цилиндров происходит возгорание. Свечи зажигания (бензиновый двигатель) или форсунки (дизельный двигатель) выступают через отверстия в камеры сгорания.

Впускные и выпускные каналы залиты в головку блока цилиндров. Впускной канал направляет воздух (дизельный двигатель), воздух и топливо (бензиновый двигатель) в камеры сгорания.Выхлопной канал направляет сгоревшие газы из двигателя.

Направляющие клапана — это небольшие отверстия, проделанные в головке блока цилиндров для клапанов. Клапаны входят в эти направляющие и скользят в них.

Седла клапанов представляют собой круглые обработанные поверхности в отверстиях портов камеры сгорания. Когда клапан закрыт, он упирается в седло клапана.

Показанная головка блока цилиндров предназначена для двигателя с верхним распредвалом.

Вернуться к началу

Маховик

Маховик — это тяжелое чугунное колесо, прикрепленное к задней части коленчатого вала.Он снижает вибрацию двигателя за счет сглаживания импульсов мощности поршней. Он поглощает энергию во время рабочего хода и отдает энергию во время других тактов, чтобы двигатель работал плавно.

Кольцевая шестерня установлена ​​на ободе маховика, чтобы двигатель мог вращаться шестерней стартера во время запуска.

В автоматической коробке передач ведущий диск и гидротрансформатор заменяют маховик и выполняют ту же функцию.

Вернуться к началу

Передняя крышка

Передняя крышка крепится болтами к удлинителю коленчатого вала.Он удерживает масляное уплотнение, закрывающее переднюю часть коленчатого вала.

Когда в двигателе используется зубчатый или цепной привод распределительного вала, переднюю крышку можно также назвать крышкой привода ГРМ.

Вернуться наверх

Прокладки

Прокладка представляет собой гибкий кусок материала или, в некоторых случаях, мягкий герметик, помещенный между двумя или более частями. Когда детали стянуты вместе, любые неровности (деформированные пятна, царапины, вмятины) будут заполнены прокладочным материалом для создания герметичного соединения.

В конструкции прокладок используется множество материалов. Сталь, алюминий, медь, пробка, резина (синтетика), бумага, войлок и жидкий силикон. Материалы можно использовать по отдельности или в комбинации.

Следующие прокладки можно найти вокруг головки цилиндров и блока:
  • Прокладка крышки коромысла
  • Прокладки впускного и выпускного коллектора
  • Прокладка головки
  • Прокладка масляного насоса
  • Прокладка поддона
  • Прокладка крышки привода ГРМ
    47 наверх

Поршневые пальцы

Поршневой палец, также называемый поршневым пальцем, позволяет поршню качаться на шатуне.Поршневой палец проходит через отверстие в бобышке поршневого пальца и малый конец шатуна.

Поршневой палец поддерживается в шатуне маленькими концевыми втулками.

Вернуться к началу

Болты с головкой

Болты с головкой — это болты, которые удерживают головку цилиндров на блоке цилиндров. Эти болты затянуты, чтобы прокладка головки могла прилегать к поверхностям головки и блока.

В двигателях последних моделей используются специальные болты с головкой, называемые болтами с крутящим моментом до предела текучести.Болты с затяжкой до предела текучести НЕ МОГУТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ повторно, поэтому при снятии старых необходимо устанавливать новые.

Болты с крутящим моментом до предела текучести головки предназначены для растягивания при установке, чтобы поддерживать постоянное натяжение на прокладке головки.

Вернуться наверх

Подшипники с малым концом

Подшипник, который входит в маленький (малый) конец шатуна и поршень, проходит через его центр.

Вернуться к началу

Коренные подшипники

Коренные подшипники представляют собой съемные вкладыши, которые устанавливаются между главным отверстием блока и коренными шейками коленчатого вала.Половина каждой вставки входит в блок. Другая половина входит в крышки коренных подшипников блока.

Масляные отверстия в верхней вставке подшипника совпадают с масляными отверстиями в блоке. Это позволяет маслу проходить через блок, коренные подшипники и в коленчатый вал. Масло проходит через коленчатый вал для смазки коренных подшипников и шатунных подшипников.

Коренной упорный подшипник ограничивает скольжение коленчатого вала вперед или назад в блоке. В коренном подшипнике сформированы фланцы.Фланцы почти касаются боковых упорных поверхностей коленчатого вала. Обычно только один из основных подшипников служит упорным подшипником.

Зазор в коренном подшипнике — это зазор между коренной шейкой коленчатого вала и вкладышем коренного подшипника. Зазор позволяет смазочному маслу входить и разделять шейку и подшипник.

Вернуться к началу

Масло

Моторное масло, также называемое моторным маслом, используется для образования смазочной пленки на движущихся частях двигателя.Обычно его очищают из сырой нефти или нефти, добытой из недр земли!

Также доступны синтетические масла (промышленные масла). Они могут быть изготовлены не из сырой нефти, а из других веществ.

Масляная пленка (тонкий слой масла) разделяет детали двигателя, предотвращая контакт металла с металлом. Без масляной пленки детали будут тереться и быстро изнашиваться.

см. Специальную область по обучению вязкости масла. Очень важно понимать необходимость поставки правильного масла во время продажи.

Вернуться к началу

Масляный фильтр

Масляный фильтр удаляет мелкие частицы металла, нагара, ржавчины и грязи из моторного масла. Защищает движущиеся части от абразивного износа.

Элемент — бумажный или хлопковый фильтрующий материал, установленный внутри корпуса фильтра. Это позволит маслу течь, но будет блокировать и улавливать мелкий мусор.

Перепускной клапан фильтра обычно используется для защиты двигателя от масляного голодания в случае засорения фильтрующего элемента.Клапан откроется, если в фильтре образуется слишком большое давление. Это позволяет нефильтрованному маслу течь к подшипникам двигателя, предотвращая повреждение основных деталей.

Есть две классификации масляных фильтров двигателя: навинчиваемый фильтр и картриджный фильтр.

Навинчиваемый масляный фильтр представляет собой герметичный блок, элемент которого постоянно заключен в корпус фильтра. Когда требуется обслуживание, новый фильтр просто прикручивается. Это наиболее распространенный вид современных масляных фильтров.

Патронный масляный фильтр имеет отдельный элемент и корпус.Для обслуживания масляного фильтра этого типа корпус снимается. Затем внутрь существующего корпуса устанавливается новый элемент. Масляный фильтр картриджного типа иногда используется в тяжелых условиях эксплуатации или в дизельных двигателях. Он также снова становится популярным среди европейских производителей, таких как BMW и Mercedes.

Вернуться наверх

Масляный поддон или поддон

Масляный поддон, обычно сделанный из тонкого листового металла или алюминия, прикручивается болтами к нижней части блока цилиндров. Он содержит дополнительный запас масла для системы смазки.

Масляный поддон оснащен резьбовой сливной пробкой для замены масла. Для предотвращения разбрызгивания масла на поддон можно использовать перегородки.

Картер — это самая нижняя часть масляного поддона, где собирается масло. По мере того, как масло стекает из двигателя, оно заполняет поддон. Тогда масляный насос сможет вытягивать масло из поддона для рециркуляции.

Вернуться к началу

Масляный насос

Масляный насос — это «сердце» системы смазки двигателя; он вытягивает масло из поддона через масляный фильтр двигателя, галереи и к подшипникам двигателя.

Масляный насос может приводиться в движение шестерней на распределительном валу двигателя. Он также может приводиться в движение зубчатым ремнем или прямым соединением с концом распределительного вала или коленчатого вала.

Есть два основных типа масляных насосов двигателя: роторные и шестеренчатые.

Роторный масляный насос использует набор звездообразных роторов в корпусе для повышения давления моторного масла. Когда вал масляного насоса вращается, внутренний ротор заставляет внешний ротор вращаться. Эксцентрическое действие двух роторов формирует карманы, размер которых меняется.

На впускной стороне насоса образован большой карман. По мере вращения роторов масляный карман становится меньше по мере приближения к выпускному отверстию насоса. Это сжимает масло и заставляет его разбрызгиваться под давлением.

В шестеренчатом масляном насосе используется набор шестерен для создания давления в системе смазки. Вал вращает одну из шестерен насоса. Эта шестерня вращает другую шестерню насоса, которая опирается на очень короткий вал внутри корпуса насоса.

Масло на впускной стороне насоса захватывается зубьями шестерни и разносится по внешней стенке внутри корпуса насоса.Когда масло достигает выпускной стороны насоса, зубья шестерни зацепляются и уплотняются.

Масло, попавшее в каждый зуб шестерни, вдавливается в карман на выходе из насоса, и создается давление. Масло брызгает из насоса в подшипники двигателя.

Вернуться к началу

Масляные уплотнения

Масляные уплотнения могут использоваться для ограничения жидкостей, предотвращения попадания посторонних материалов и разделения двух разных жидкостей.

Сальник прикреплен к одной части, а кромка уплотнения позволяет другой части вращаться или совершать возвратно-поступательное движение (движение).

Уплотнения состоят из трех основных частей. Металлический контейнер или футляр, уплотнительный элемент и небольшая спиральная пружина, называемая подвязкой.

Уплотнительные элементы обычно изготавливаются из синтетического каучука. Резиновое уплотнение может быть выполнено с жесткими допусками и им может быть придана специальная конфигурация (форма). Также могут быть приданы удельные износостойкие и жаропрочные свойства.

В резиновом сальнике уплотнительный элемент прикреплен к корпусу. Элемент трется об вал.Корпус удерживает его на месте и выравнивает. Пружина подвязки заставляет кромку уплотнения соответствовать небольшому биению вала (колебания), в то же время поддерживая постоянное и контролируемое давление на кромку.

Следующие сальники находятся на головке блока цилиндров и блоке:
  • Уплотнения распределительного вала
  • Уплотнения коленчатого вала
  • Уплотнение масляного насоса
  • Уплотнение балансирного вала

Вернуться вверх

Поршни двигателя Поршень передает давление сгорания (расширяющиеся газы) на шатун и коленчатый вал.Он также должен удерживать поршневые кольца и поршневой палец во время работы в цилиндре.

Головка поршня является верхней частью поршня. Он подвергается воздействию тепла и давления сгорания. Эта зона должна быть достаточно толстой, чтобы выдерживать эти силы. Он также должен иметь форму, соответствующую форме камеры сгорания, и работать с ней для полного сгорания.

Канавки под поршневые кольца — это прорези, выполненные в поршне для поршневых колец. Две верхние канавки удерживают компрессионные кольца. Нижняя канавка поршня удерживает масляное кольцо.

Отверстия для масла в нижних канавках позволяют маслу проходить через поршень. Затем масло стекает обратно в картер.

Кольцевые площадки — это области между канавками и над ними. Они разделяют поршневые кольца и поддерживают их при скольжении в цилиндре.

Юбка поршня — это сторона поршня под последним кольцом. Он предотвращает опрокидывание поршня в цилиндре. Без юбки поршень мог взорваться и заклинить в цилиндре.

Бобышка поршня — это усиленная область вокруг отверстия под поршневой палец.Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать большие нагрузки на поршневой палец.

Отверстие под поршневой палец выточено через бобышку поршневого пальца для поршневого пальца. Он немного больше поршневого пальца.

Вернуться наверх

Толкатель

Толкатель передает движение между подъемником и коромыслами. Они нужны, когда распредвал находится в блоке цилиндров. Они НЕ нужны, когда распределительный вал находится в головке блока цилиндров.


Толкатели представляют собой полые металлические трубы с шариками или гнездами на концах.Один конец толкателя входит в подъемник. Другой конец упирается в коромысло. Таким образом, когда подъемник скользит вверх, шток толкателя перемещает коромысла, что приводит к открытию клапана двигателя.

Вернуться наверх

Кольца

Поршневые кольца герметизируют зазор между внешней стороной поршня и стенкой цилиндра. Они должны препятствовать попаданию давления сгорания в картер. Они также должны препятствовать попаданию масла в камеры сгорания.

В большинстве поршней используются три кольца: два верхних компрессионных кольца и одно нижнее маслосъемное кольцо.

Компрессионные кольца предотвращают прорыв (утечка давления сгорания в картер двигателя).

На такте сжатия давление между цилиндром и канавками поршня удерживается компрессионными кольцами. Давление сгорания толкает компрессионные кольца вниз в их канавках и к стенке цилиндра. Это обеспечивает почти герметичное уплотнение.

Основная функция масляного кольца — предотвращать попадание моторного масла в камеру сгорания.Он соскабливает излишки масла со стенок цилиндра.

Если в камеру сгорания попадет слишком много масла, из выхлопной трубы автомобиля выйдет синий дым.

Кольцевой зазор — это зазор или зазор между концами поршневого кольца. Кольцевой зазор позволяет раскрыть кольцо и установить его на поршень. Это также позволяет сделать кольцо немного большим в диаметре, чем цилиндр. При сжатии и установке в цилиндр кольцо расширяется наружу и давит на стенку цилиндра.Это способствует уплотнению кольца.

Вернуться к началу

Коромысло

Коромысло может использоваться для передачи движения на клапаны. Они устанавливаются сверху на головку блока цилиндров. Поворотный механизм позволяет качелям качаться вверх и вниз, открывая и закрывая клапаны.

Некоторые коромысла изготовлены из литой стали или алюминиевого сплава, другие — из штампованной стали. Они смазываются просверленным отверстием в шпильке головки блока цилиндров.

Вернуться к началу

Ремень ГРМ

Ремень ГРМ представляет собой зубчатый ремень, армированный резиной, который проходит от шестерни коленчатого вала к шестерне / шестерням распределительного вала.

Вернуться к началу

Цепь привода ГРМ

Цепи привода ГРМ бывают разных типов, на рисунке справа показаны два примера.

Цепь газораспределительного механизма огибает звездочки на концах коленчатого и распределительного валов.

Вернуться к началу

Зубчатая передача

Зубчатые колеса можно найти в двух разных системах синхронизации: зубчатая синхронизация и синхронизация ремня.

Зубчатая передача — это момент, когда шестерня коленчатого вала напрямую контактирует с шестерней распределительного вала.Этот тип синхронизации чаще всего встречается в двигателях, где распредвал находится в блоке.

Ремень газораспределения — это когда зубчатый ремень проходит через шестерню на коленчатом валу и шестерню на распредвале (ах). Число зубцов на шестернях таково, что распределительный вал будет вращаться с половиной скорости вращения коленчатого вала.

Вернуться к началу

Направляющая для синхронизации

Направляющая для синхронизации обычно используется в двигателях с цепной синхронизацией. Направляющая прикручена к двигателю и неподвижна.

Его задача — удерживать цепь на звездочках и предотвращать смещение в сторону.

Вернуться к началу

Ролик привода ГРМ

Ролики ГРМ чаще всего используются в двигателях с ременной системой ГРМ. Холостые ходы состоят из двух частей, центр прикручен к двигателю и неподвижен. Внешняя часть может вращаться вокруг центра на подшипнике. Так как ремень движется, внешняя часть холостого хода вращается.

Работа натяжного ролика заключается в том, чтобы приводной ремень ГРМ проходил через шестерни.

Вернуться к началу

Звездочки ГРМ

Звездочки ГРМ используются для привода распределительного вала в двигателе с цепной синхронизацией. Цепь газораспределительного механизма огибает звездочку коленчатого и распределительного валов.

Число зубцов на каждой звездочке рассчитано таким образом, чтобы распределительный вал вращался со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала.

Вернуться к началу

Натяжитель привода ГРМ

Как в ременной, так и в цепной системах ГРМ используется натяжитель.Натяжители делятся на две категории: фиксированные и автоматические.

Фиксированные натяжители привинчены к двигателю и регулируются во время установки натяжителя или ремня. Обычно имеется два болта, один для точки поворота, а другой для регулировки. Обычно они представляют собой единый блок, ролик натяжителя закреплен на опорной пластине.

Автоматические натяжители состоят из двух блоков.

Во-первых, это ролик натяжителя. Он находится на опорной пластине, которая фиксируется в одной точке и может поворачиваться в этой точке.

Второй блок — это часть, которая регулирует натяжение ремня. Самый простой из них — пружина. Пружина прикреплена к двигателю и к точке на первом блоке.

Последующие примеры имеют гидравлический привод. В этих устройствах жидкость под давлением находится за плунжером, который выталкивает штифт из устройства. Этот штифт прижимается к плоской поверхности первого блока. Это прикладывает натяжение и удерживает ремень натянутым.

Попросите взглянуть на натяжители Repco на полке и ознакомиться с ними.

Вернуться к началу

Клапаны

Клапаны двигателя открывают и закрывают порты в головке блока цилиндров. Обычно на цилиндр используются два клапана: один впускной и один выпускной, хотя современные двигатели стремятся использовать два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.

Впускной клапан — это больший клапан. Он регулирует подачу смеси (бензин) или воздуха (дизельное топливо) в камеру сгорания. Впускной клапан входит в порт, ведущий от впускного коллектора.

Выпускной клапан регулирует поток выхлопных газов из цилиндра. Это меньший клапан. Выпускной клапан входит в порт, ведущий к выпускному коллектору.

Головка клапана представляет собой большую дискообразную поверхность, обращенную к камере сгорания. Его внешний диаметр определяет размер клапана.

Лицевая поверхность клапана — это обработанная поверхность на задней части головки клапана. Он касается седла в головке блока цилиндров и плотно прилегает к нему.

Запас клапана — это плоская поверхность на внешнем крае головки клапана.Он расположен между головкой клапана и торцом. Запас нужен для того, чтобы клапан выдерживал высокие температуры горения. Без запаса головка клапана плавится и сгорает.

Шток клапана представляет собой длинный вал, выходящий из головки клапана. Шток обработан и отполирован. Он входит в направляющую, проходящую через головку блока цилиндров.

Канавки врезаны в верхнюю часть штока клапана. К ним подходят небольшие держатели или цанги, удерживающие пружину на клапане.

Вернуться к началу

Клапанная крышка

Клапанная крышка представляет собой тонкую металлическую или пластиковую крышку поверх головки блока цилиндров. Его еще можно назвать рокером.

Он просто предотвращает утечку масляной струи клапанного механизма из двигателя.

Вернуться к началу

Подъемник клапана

Подъемник клапана, также называемый толкателем, обычно перемещается по кулачкам и передает движение остальной части клапана.Подъемники могут быть расположены в блоке двигателя или в головке блока цилиндров. Они входят в обработанные отверстия, называемые подъемными отверстиями.

Когда выступ кулачка превращается в подъемник, подъемник проталкивается вверх в своем отверстии. Это открывает клапан. Затем, когда лепесток вращается в сторону от подъемника, подъемник толкается в своем отверстии пружиной клапана. Это удерживает подъемник в постоянном контакте с распределительным валом.

Вернуться наверх

Уплотнения клапана

Уплотнения клапана предотвращают попадание масла в камеры сгорания через направляющие клапана.Они могут быть простыми кольцевыми уплотнениями или зонтичными уплотнениями, как показано на рисунке.

Уплотнения клапана устанавливаются на штоки клапанов и предотвращают попадание масла через зазор между штоком и направляющими.

Без уплотнений клапанов масло могло попасть в цилиндры двигателя и сгореть. Это может привести к расходу масла и дыму двигателя.

Возврат наверх

Узел пружины клапана

Узел пружины клапана используется для закрытия клапана.В основном он состоит из пружины клапана, держателя и двух держателей или цанг. Держатели входят в пазы, прорезанные в штоке клапана. Это заблокирует фиксатор и пружину на клапане.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ШАТУРА ПО КОМПОЗИЦИОННОМУ МАТЕРИАЛУ | IJRDO

  • А.Прем кумар K.S.R. Институт инженерии и технологий, Тирученгоде, Намаккал (ДТ), Тамилнад.

Ключевые слова: шатун, ANSYS, композит, карбид бора, анализ

Аннотация

Шатун — один из важных компонентов всего двигателя в сборе, поскольку он действует как посредник между поршневым узлом и коленчатым валом.Преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение кривошипа. Кроме того, в течение срока службы он подвергается большим нагрузкам на растяжение и сжатие. Обычно шатуны изготавливаются из углеродистой стали, а в последнее время в шатунах находят применение алюминиевые сплавы. В этой работе шатун заменен композитным материалом на основе алюминия, армированным карбидом бора. А также описывает моделирование и анализ шатуна. Программное обеспечение Proe для твердотельного моделирования используется для создания трехмерной твердотельной модели шатуна.Программное обеспечение ANSYS используется для анализа шатуна. Основная цель проекта — анализ напряжений, деформаций и деформаций шатуна при использовании различных материалов с одинаковой геометрией.

Загрузки

Данные для скачивания пока недоступны.

Биография автора

А.Прем кумар, Институт инженерии и технологий КССР, Тирученгоде, Намаккал (ДТ), Тамилнад.

Доцент кафедры машиностроения

Как цитировать

Кумар, А. (2015). КОНСТРУКЦИЯ И АНАЛИЗ ШАТУРА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА. IJRDO — Журнал машиностроения и гражданского строительства (ISSN: 2456-1479) , 1 (8), 01-05. Получено с http: // www.ijrdo.org/index.php/mce/article/view/1090

Автор (ы) и соавтор (ы) совместно и по отдельности заявляют и гарантируют, что Статья является оригинальной, принадлежащей автору (авторам), и не нарушает никаких авторских прав или любых других прав третьих лиц, и что Статья имеет нигде не публиковалось. Автор (ы) соглашается с условиями, согласно которым журнал IJRDO Journal будет иметь полное право удалить опубликованную статью о любом проступке, обнаруженном в опубликованной статье.

Ограничители масла в шейках коленчатого вала

MGA With An Attitude
ОГРАНИЧИТЕЛИ ПОТОКА МАСЛА — CS-101
в шейках коленчатого вала

В 21:34 19.03.04 -0500, Тони Кокс писал:
> «Я только что переточил кривошип. Во время этого процесса из одной из шейок шатуна вышла латунная пробка с отверстием. Эти детали недоступны, но есть в оригинальных заводских каталогах запчастей.Любая идея, почему они есть и являются ли они абсолютно необходимыми ».

В коленчатом валу просверлены отверстия под углом от шейки коренных подшипников к шейкам подшипников шатуна для подачи масла к подшипникам шатуна. Это отверстие выходит на внешнюю сторону шатуна journl. С некоторыми двигателями это все, что у вас есть. Для двигателей MG есть еще одно отверстие, просверленное от внешней стороны к внутренней стороне шейки штока, чтобы улучшить подачу масла к подшипнику штока. Это называется «поперечным сверлением», что приводит к по два отверстия для маслоснабжения в каждой шейке шатуна.На высокой скорости центробежная сила хочет вытолкнуть большую часть масла через внешнее отверстие, в то время как отверстие ближе к центральной оси коленчатого вала будет пропускать очень мало масла. Латунная часть представляет собой небольшое отверстие, предназначенное для ограничения потока через внешнее отверстие, чтобы заставить более равное количество масла проходить через отверстие ближе к центральной оси вращения.

На фотографии выше цапфа справа имеет латунный ограничитель с плоским выступом, вдавленный под поверхность в правильном положении.Для шейки слева латунный ограничитель отсоединился и выдвигается туда, где он должен контактировать с подшипником шатуна. Это в конечном итоге приводит к износу латунной детали до тех пор, пока ее конец не будет соответствовать контуру стержневого подшипника. Часто он также имеет соответствующую канавку в мягком материале подшипника. К тому времени он может почти полностью остановить поток масла на этом конце порта в цапфе. Масло все еще может вытекать из другого конца просверленного отверстия, поэтому в подшипник штока по-прежнему попадает масло, но общий поток масла может несколько уменьшиться.

Я никогда не знал, насколько это важно, но я всегда был достаточно консервативен, чтобы заменить любую недостающую деталь. Биты из латуни изготовить несложно. В моторных цехах всегда изготавливают латунные заглушки с запрессовкой, чтобы закрыть просверленные отверстия масляных каналов в блоке. Единственная разница здесь заключается в том, что в этой заглушке просверлено отверстие диаметром 3/32 дюйма (0,094 дюйма = 2,38 мм). Сделайте заглушку на 0,001–0,002 дюйма больше, чем отверстие, чтобы обеспечить плотную прессовую посадку. Постучите по нему, используя пробойник, чтобы загнать его под поверхность.Отверстие в новой детали может быть просверлено перед установкой, но также должно быть вытеснено после установки (в случае, если в процессе был образован заусенец, который уменьшил бы отверстие ограничителя).

На фотографии слева показан ослабленный и изношенный ограничитель после снятия. На фото справа показаны старый и новый, сделанный из латунного шурупа по дереву. Производитель обрезал конец под углом, чтобы примерно соответствовать изношенной части, но в этом нет необходимости. Оставьте его квадратным в поперечнике и вдавите его ниже поверхности журнала.Важно, чтобы латунный элемент имел плотную посадку с натягом, чтобы не ослабить центробежную силу во время работы на высокой скорости.

Однажды у меня отключился один из этих ограничителей при работающем двигателе. Понятия не имею, сколько времени он был незакрепленным, но это было совершенно очевидно, когда двигатель позже был разобран (по какой-то другой причине). У латунной части был стертый конец, чтобы соответствовать контуру подшипника, а подшипник имел проточенную по всей длине канавку, равную ширине ограничителя, через белый металл, но не через медную подкладку.Остальная поверхность подшипника была в хорошем состоянии, цапфа коленчатого вала не была повреждена.

Эти двигатели в целом довольно терпимы к злоупотреблениям. Я знаю, что они иногда собираются без ограничителей в коленчатом валу, и, похоже, они не страдают от каких-либо вредных последствий. Я предполагаю, что это более важно, когда двигатель стареет и изнашивается с большими зазорами в подшипниках. Но я все равно никогда не позволял шатунным подшипникам сильно ослабнуть.Когда на холостом ходу давление масла в двигателе снижается до 20 фунтов на квадратный дюйм, я устанавливаю новые подшипники (задолго до того, как он стучит), и все в порядке.

Вращающийся узел смены для малоблочных двигателей Ford

То, что вы используете в нижней части вашего двигателя, зависит от того, как вы собираетесь использовать двигатель. Если вы собираетесь участвовать в гонках, это одно. А если вы строите ежедневный крейсер или крейсер по бульвару, это совсем другое. У 221/260/289 одинаковые нижние компоненты с цифрой 2.Ход 870 дюймов. Размер основного журнала составляет 2,249 дюйма. Эти двигатели различаются размером внутреннего отверстия, но все они используют одинаковый коленчатый вал 1M и шатуны C3AE диаметром 5,1545 дюйма. Размер поршня и отверстия указаны относительно рабочего объема при 3,500, 3,800 и 4,000 дюймов соответственно (221/260/289 ci). После того, как малоблочный Ford эволюционировал до диаметра 4.000 дюймов и получил 289 кубических сантиметров, дальнейшее развитие произошло за счет увеличения хода. В 1968 году 302 был увеличен до 3000 дюймов за счет нового коленчатого вала 2M и более коротких 5,090-дюймовых шатунов C8OE.

Модель 351-ci Windsor прибыла в 1969 году с новым блоком с более высокой декой, обеспечивающей ход 3500 дюймов. Он имел коленчатый вал 3M и 5,956-дюймовые шатуны C9OE с тем же внутренним диаметром 4,000 дюймов, что и 289/302. Размер главного журнала на модели 351W был больше — 3 000 дюймов.


Этот технический совет взят из полной книги
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ ЗАМЕНА ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ FORD . Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь делиться этой записью в Facebook / Twitter / Google+ или на любых автомобильных форумах или блогах, которые вы читаете.Вы можете использовать кнопки социальных сетей слева или скопировать и вставить ссылку на веб-сайт: https://www.diyford.com/rotating-assembly-interchange-small-block-ford-engines/


Boss 302 имеет такое же отверстие 4,000 дюймов и ход 3,000 дюймов, что и 302. Разница в стальном коленчатом валу Boss 302 и шатуне C3AE диаметром 5,1545 дюйма с болтами 3/8 дюйма. . Размер основной цапфы такой же, как у 221/260/289/302, 2,249 дюйма.Шатун 289 High Performance и шток Boss 302 в основном изготовлены из одной и той же ковки, за исключением 3/8-дюймовых болтов 302 с точечной наплавкой и большего количества металла на большом конце для крепления этих болтов. У Boss 302 поршень другой, чем у 289, для достижения 302 ci. Поршень имеет высокий купол и работает с головкой цилиндра 351C с наклонным клапаном Boss 302, согласовывая размер камеры и увеличивая сжатие.

Существует также труднодоступная удочка Boss 302 Trans Am, доступная с болтами с головкой под ключ: удочка C9ZE-G, которая находится на одном уровне с широко доступными удилищами Crower Sportsman.Если вы строите Boss 302, чтобы участвовать в старинных гонках, вам не нужно тратить целое состояние на набор стержней для винтов C9ZE-G, когда вторичный рынок предлагает множество более доступного оборудования для Boss 302 и 289 High. Производительность двигателей.

351C / 351M / 400M

Двигатели 351C, 351M и 400M являются близкими родственниками двигателей 221/260/289/302/351W в том, что у них одинаковое расстояние между отверстиями, но в двигателях серии 335 используется совершенно другой блок, где возможна очень небольшая взаимозаменяемость.Модель 351C имеет более крупные шейки коренных подшипников размером 2,740 дюйма, чем модели 221/260/289/302, но меньше, чем модели 351W и 351 / 400M. Он также имеет шатун, предназначенный для 351C: D0AZ-A (стандартный) или D1ZZ-A (с дробеструйной обработкой и Magnafluxed для высокопроизводительных Boss 351 и 351), длина которого составляет 5,780 дюйма. Двигатели 351M и 400M имеют тот же размер главной шейки, что и 351W (3.000 дюймов), с более крупными противовесами, которые не очищают блок 351W.

Поворотный / возвратно-поступательный приклад 351C, 351M и 400M понять довольно просто.Коленчатый вал, шатуны и поршни 351C 4M подходят к этому двигателю только потому, что размер главной шейки и длина штока уникальны для модели 351C. Эти компоненты не взаимозаменяемы ни с чем другим, в том числе с 351M / 400M. В более высокой платформе 400M V-8 используется коленчатый вал из чугуна с шаровидным графитом 5M с более длинным ходом 4000 дюймов, что делает его самым длинным ходом среди всех Ford V-8 в то время. Ход поршня 400M в 4000 дюймов — вот что сделало его мощным двигателем для полноразмерных роскошных автомобилей и пикапов в 1970-х годах.

Чтобы контролировать производственные затраты, Ford прекратил производство 351C в 1974 году, предложив покупателям двигатель 351M 1975 года выпуска.Это был 400M с пониженным ходом до 351 куб. Нет смысла строить 351M, если у вас есть 400 ci при том же весе. Подумайте о 400M как о линейном двигателе 351M, где вы можете максимально увеличить рабочий объем за потраченные деньги. И хотя вы думаете о 351 / 400M как о малом блоке, Ford считал его заменой большого блока для серии FE 390 и 428.

Коленчатые валы

Каждый бит мощности двигателя проходит через коленчатый вал на пути к шинам.В высокопроизводительных приложениях более качественный материал коленчатого вала и методы производства делают компоненты более прочными. Все, что вам нужно знать о выборе и выявлении наилучшего коленчатого вала, следует ниже.

221/260/289

На всех двигателях 221, 260 и 289 использовался один и тот же базовый чугунный коленчатый вал 1M с ходом поршня 2,870 дюйма и коренными шейками 2,249 дюйма. Кривошип 1M не так широко доступен, как раньше. Хотя легко предположить, что у 289 High Performance V-8 был стальной коленчатый вал или какой-то специальный кривошип из чугуна с шаровидным графитом, у него был такой же чугунный кривошип, что и в двигателях 221, 260 и 289, за одним исключением: Бринелль. испытания на твердость и соответствующую метку испытания по Бринеллю на коленчатом валу.Это не обязательно сделало кривошип 289 High Performance лучше, но подтвердило его целостность. 289 High Performance V-8 имел специально подобранный чугунный коленчатый вал, который был проверен на твердость. Еще одним отличием HiPo является надвижной стальной пластинчатый противовес, используемый для противодействия дополнительному весу, создаваемому более крупными болтами диаметром 3/8 дюйма.

Коленчатый вал 221/260/289 идентифицируется по отливке 1M в первом противовесе / шейке. Коленчатый вал 289 High Performance идентифицируется таким же образом, плюс тестовый штамп Бринелля, о котором я упоминал.Иногда рядом с коленчатым валом Hi-Po есть буква «К», но не всегда. Когда вы покупаете коленчатый вал, убедитесь, что вы не нашли поддельный шатун Hi-Po с фальшивой меткой испытания Бринелля. Они ждут ничего не подозревающих покупателей. Кроме того, вам не нужно использовать проверенный по Бринеллю коленчатый вал 1M в высокопроизводительном двигателе 289, когда магнафлюкс и испытания на твердость доступны в большинстве уважаемых механических мастерских.

302

Коленчатый вал чугунный 302 с ходовой частью 3.Ход поршня 000 дюймов и основные шейки 2,249 дюйма обозначаются знаком 2M на первом противовесе / шейке. Он не взаимозаменяем со шатунами 221, 260 или 289, если только вы не планируете использовать нестандартный поршень, поскольку в нем используется более короткий шатун длиной 5,090 дюйма.

Позже, в период производства 302-го, Ford внес изменения в коленчатый вал 2M, чтобы повысить экономию топлива и надежность. Другие изменения коснулись закона об окружающей среде и закрытия заводов. Производство коленчатых валов переместилось с закрытых североамериканских литейных заводов Ford в районе Детройта на литейные предприятия в Канаде, расположенные за рекой Детройт в Виндзоре.Вы должны помнить об этих изменениях, когда покупаете коленчатый вал 302. Самый прочный коленчатый вал 2M 302, который вы можете получить, — это тот, который Ford использовал в 5,0-литровых двигателях V-8 с высокой выходной мощностью с 1982 по 2000 год.

Все кривошипы 221/260/289/302/351W имеют маркировку для идентификации. Это чугунный коленчатый вал 1M с ходом 2,870 дюйма для двигателей 221/260/289 куб.

Вот пакет 1M с ходом 2,870 дюйма с поковкой шатуна C3AE.

Когда 302/5.Производство коленчатого вала 0L переместилось в Канаду, эти кривошипы стали лучше, что является одной из причин, почему двигатель 5,0 л с высоким выходом так прочен и надежен. Вы можете сильно поработать на этих двигателях, и они будут возвращаться снова и снова. В поисках хорошего коленчатого вала 5,0 л 2MA не выбирайте по ошибке его для двигателя 255 куб. См (4,2 литра). Он выглядит так же внешне, с таким же ходом 3000 дюймов, но имеет полые шейки штока для уменьшения веса, что также снижает прочность и усложняет процесс балансировки.

351 Вт

Чугунный коленчатый вал модели 351 Windsor имеет ход 3.500 дюймов с 3.000-дюймовыми коренными шейками и 3M в самом переднем противовесе / шейке. Коленчатый вал из кованой стали никогда не устанавливался на заводе в 351W. И история Ford с коленчатым валом 351W во многом такая же, как я только что рассказал вам о коленчатом валу 302 2M. Шатуны 3M чрезвычайно долговечны и могут выдерживать большие нагрузки, учитывая достаточную подачу масла и здравый смысл настройки двигателя.

Это большой конец шатуна 289 High Performance C3AE.Единственная разница между штангой Hi-Po и стандартной штангой 221/260/289 — это более крупные болты штанги 3/8 дюйма. Стандартные штанги имели болт 5/16 дюйма. Вы можете улучшить стандартную удочку с помощью болта ARP 5/16 дюйма, который намного прочнее.

Коленчатый вал 289 High Performance 1M не только прошел испытания на твердость по Бринеллю, но и должен был иметь надвижной противовес из штампованной стали, чтобы увеличить массу спереди, чтобы противодействовать более тяжелым болтам шатуна 3/8 дюйма.

Босс 302

Двигатель Boss 302 1969–1970 годов был единственным малоблочным двигателем Ford, когда-либо получавшим заводской коленчатый вал из кованой стали.У бобышки 302 был ход 3.000 дюймов и 2.249-дюймовые коренные шейки с завода, обозначенные как «D0ZE-A» или «7FE-8» на самом переднем противовесе / цапфе. Только в коленчатых валах Boss 302 1969 года масляные каналы были просверлены поперечным отверстием. Если вам нужен стальной коленчатый вал DOZE-A / 7FE-8 для вашего двигателя Boss 302, удачи, потому что они редкие и чертовски дорогие, если вы его найдете. Послепродажные шлифовальные машины для кривошипов, такие как Eagle, Scat и Probe Industries, производят коленчатые валы из кованой стали с ходом 3000 дюймов для Boss 302, которые работают лучше за меньшие деньги, чем заводские кривошипы, и только вы знаете, что они есть.Помните, что если вы выберете одну из этих вторичных стальных кривошипов, большинство из них предназначены для цельного уплотнения, а это означает, что вам придется обработать блок Boss для цельного уплотнения. Опять же, никто не знает, что это там есть, и утечки заднего главного уплотнения ушли в прошлое.

Коленчатый вал мощностью 351 Вт с ходом 3,500 дюймов, питанием от сети 3,000 дюймов и отметкой 3M для идентификации.

351C / 351M / 400M

В семействе двигателей серии 335 во всех областях применения используется коленчатый вал из чугуна с шаровидным графитом.Ford никогда не устанавливал стальной кривошип ни в один двигатель серии 335, даже в Boss 351 и 351 High Output, которые прошли испытания на твердость по Бринеллю. Стандартные коленчатые валы 351C имеют заливку 4M в самом переднем противовесе / шейке. Шатуны Boss 351 (1971 г.) и 351 с высоким выходом (1972 г.) были отлиты 4MA в крайнем переднем противовесе / шейке вместе с испытательной меткой Бринелля.

Хотя у модели 351C такой же ход в 3,500 дюйма, как у модели 351W, в ней используется другой коленчатый вал 4M с коренными шейками 2,749 дюйма.


Поскольку 400M был оснащен коленчатым валом 5M с коренными шейками 3 000 дюймов, он не может быть заменен на 351C, у которого коренные шейки меньше 2 740 дюймов. Модель 351M с пониженным ходом имеет коленчатый вал из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом 1K с ходом 3,500 дюймов и коренные шейки модели 400 диаметром 3,000 дюймов. Его легко узнать по меньшим противовесам.

Ford Racing Коленчатые валы

В компании Ford многое изменилось с тех пор, как мы впервые опубликовали эту книгу в 1998 году.Ford Motorsport SVO теперь называется Ford Racing Performance Parts с существенно другой линейкой продуктов. Я обсуждаю старые и новые части, потому что и то, и другое уже существует. Компания Ford Racing Performance Parts прекратила производство мелкоблочных коленчатых валов, шатунов и строкеров. Тем не менее, существует множество коленчатых валов и шатунов Ford Motorsport SVO, которые используются, а иногда все еще находятся в заводской упаковке. Эти шатуны описаны на прилагаемой боковой панели.

Рядом расположены малогабаритные коленчатые валы Ford двух типов.Сверху — коленвал последней модели 302 / 5.0L 2MA, рассчитанный на неразъемное уплотнение. Снизу — коленчатый вал 1M с кромкой заднего кольцевого уплотнения, предназначенный для двухкомпонентного уплотнения. Обратите внимание на различия этих двух отливок с точки зрения противовесов и цапф.

Хорошая новость заключается в том, что существует много коленчатых валов того времени, когда их делал Ford Motorsport SVO. Эти кривошипы изготовлены из поковок из необработанной стали AMS 6415, что делает их неразрушимыми, если вы знаете, как правильно собрать двигатель. Это означает использование высокоскоростных систем смазки, прецизионно отшлифованной штанги и коренной шейки, а также большого радиуса галтеля.Некоторые кривошипы мощностью 351 Вт имеют противовесы с ножом и отверстия для крепления штифтов. Журналы шлифованы и закалены нитратом. Эти модификации уменьшают трение и соответствующее тепло. Цапфы 351W обработаны для установки стальных шатунов шириной 0,940 дюйма.

Если ваш план заключается в увеличении рабочего объема, существуют комплекты толкателей не только из старой программы Ford Motorsport SVO, но и от таких уважаемых компаний, как Scat Enterprises, Eagle и Probe Industries. Некоторые из этих комплектов позволяют увеличивать светосилу от 302 до 347 ci, от 351W или 351C до 427 ci.

Модификации коленчатого вала

Модификации коленчатого вала

универсальны для всех типов двигателей, и малоблочный Ford не исключение. Цель состоит в том, чтобы улучшить поток масла и контроль над коренными и стержневыми подшипниками. Вы должны снять фаску с отверстий для масла, чтобы улучшить поток. Всегда рекомендуется использовать Tuffride коленчатый вал для обеспечения долговечности. Говоря о долговечности, всегда думайте о динамической балансировке. Если на вашем малом блоке будет много вспомогательного оборудования, включите шкив коленчатого вала в свою программу балансировки.Перед балансировкой проверьте шкив на биение и другие дефекты.

При шлифовании коленчатого вала важно ограничить занижение не более 0,020 дюйма. Хотя может показаться, что это не так уж много, но на каждые 0,010 дюйма вы занижаете размер, это ставит под угрозу целостность кривошипа. Если вам нужно выйти за пределы размера меньше 0,020 дюйма, найдите другой коленчатый вал.

Шатуны

Малогабаритные восьмицилиндровые двигатели Ford наделены безупречной целостностью прямо с завода. Форд никогда не жалел ничего, когда дело касалось инженерного дела; отсюда и все изменения в течение срока службы двигателя.Двигатели 221, 260, 289 и 302 оснащены прочными шатунами из кованой стали, которые мало изменились за 38 лет производства. Шатун 289 High Performance изготовлен из той же ковки, что и стандартные шатуны 289, за исключением более крупных 3/8-дюймовых болтов стержня, зажатых в протянутом седле. Болты большего размера на 3/8 дюйма обеспечивают целостность, необходимую для работы на высоких оборотах. А когда вы ремонтируете стандартные 289 штанги, у вас есть выбор между 5 / 16- или 3/8-дюймовыми болтами для стержней ARP.

Стержень 221/260/289 — 5.Поковка C3AE диаметром 1545 дюймов (от центра к центру), а 302 — это более короткий 5,090-дюймовый стержень C8OE для быстрой идентификации. Что может вас сбить с толку, так это стержень Boss 302, который представляет собой ту же поковку 5,1545 дюйма C3AE, которая используется в двигателях 221/260/289, за исключением болтов с протяжкой 3/8 дюйма. Удилище C3AE на несколько раз длиннее, чем стержень C8OE 302, что обеспечивает большее время выдержки. Я не понимаю, почему Ford решил использовать эту удочку вместо C8OE 302. Штанга C3AE Boss 302 также использовалась в турбокомпрессорах объемом 2,3 л, которые использовались в автомобилях Mustang SVO, Mustang GT Turbo, Capri RS Turbo, Thunderbird Turbo Coupe и Cougar XR-7 Turbo в течение 1980-х годов.

Это поковка стержня C3AE для двигателей 221, 260, 289. Поковки ранних версий C3AE имеют отверстие для брызг масла, которое было удалено в связи с изменением производственного процесса.

Шатун Crower Sportsman для малоблочных автомобилей Ford — отличный выбор, если вы планируете гонки на выходных. Это доступный по цене шатун для любого бюджетного проекта.

Поскольку 302 имеет другие размеры нижнего хода поршня, чем 221/260/289, у него другой стержень — поковка C8OE (номер детали C8OZ-A).Эта поковка стержня также характерна для двигателей большой мощности 5,0 л. Помимо незначительных изменений в ковке этого стержня на большом конце (более толстая крышка стержня), чтобы сделать его более прочным для высокопроизводительного использования, это практически тот же стержень. Всегда выбирайте подходящий набор удочек, когда найдете их. Одна из основных модификаций удилищ C3AE и C8OE — это установка 3/8-дюймовых болтов ARP для повышения их прочности. При внесении изменений убедитесь, что вокруг этих болтов достаточно материала. Внимательно осмотрите каждый стержень, прежде чем вводить его в действие.

То же самое можно сказать и о поковке шатуна 351W C9OE, которая поставляется с завода с болтами 3/8 дюйма. Хорошая прочная удочка с завода. Все, что вам нужно сделать с этим стержнем, — это установить на него болты ARP для повышения прочности. Я также рекомендую магнафлюкс и дробеструйную обработку для максимальной прочности.

Ford с самого начала создавал 351C для повышения производительности. В результате у него сверхпрочный шатун D0AE-A с болтами 3/8 дюйма. Все, что вам нужно сделать, это восстановить их с помощью магнафлюсинга, дробеструйной обработки и болтов ARP.Boss 351 и 351 High Output имеют специальный шатун D1ZX-AA, который прошел магнафлюкс и дробеструйную обработку на заводе для дополнительной прочности. Модель 400М и 351М с пониженным ходом имеют тягу Д1АЗ-А, которая использовалась на протяжении всего срока их службы.

Форд Моторспорт СВО

Когда эта книга была впервые опубликована в 1998 году, Ford Motorsport SVO (теперь Ford Racing Performance Parts) предлагал различные шатуны для малоблочных автомобилей Ford. Сегодня это не так.Ford Racing Performance Parts отказалась от компонентов с низкими характеристиками, потому что рынок чрезвычайно конкурентен. Тем не менее, существует множество подержанных и новых-старых запасных частей нижней части Ford Motorsport SVO. На вторичном рынке также можно найти множество комплектов двигателей, которые хорошо подходят для вашего проекта. Шатун Crower Sportsman, как лишь один из примеров, представляет собой доступный, но выдающийся шатун для малоблочных автомобилей Ford, потому что он больше, чем когда-либо понадобится для уличного гоночного двигателя или гоночного двигателя выходного дня.Поскольку эта книга не посвящена запасным частям, я больше обращаю внимание на то, что можно приобрести у Ford.

«Треснувший» шатун Ford Motorsport SVO M-6200-B351 был изготовлен с использованием новейших технологий, доступных на то время, когда он был представлен в конце 1990-х годов. С межосевым расстоянием 6,120 дюйма это исключительный шатун для малоблочной конструкции Ford. Маленький конец имеет бронзовую втулку и обработан под штифт 0,912 дюйма. Большой конец настроен на 351 Вт на 2,310 дюйма. Для дополнительной надежности вы можете установить на эту штангу болт M-6214-B351 или аналог от ARP.Четыре других высокопроизводительных шатуна были доступны от Ford Motorsport SVO для малогабаритных Ford. Если вы отправитесь туда и путешествуете по Интернету в поисках шатунов Ford Motorsport SVO, есть много вариантов, особенно на eBay и веб-сайтах, посвященных скоростному оборудованию.

Поршни

Давно не покупались штатные заводские поршни для малогабаритных Фордов. Но, если для вас не важны поршни NOS, вторичный рынок предлагает литые, заэвтектические и кованые поршни всех форм и размеров для малогабаритных автомобилей Ford.Какой тип поршня вы используете, зависит от задачи вашего двигателя. Литые и заэвтектические поршни — лучший выбор для уличного использования; даже стандартный 289 High Performance V-8 может обойтись с ними. Поршни с плоским верхом в системе Hi-Po обеспечивают сжатие 10,0: 1 в зависимости от высоты сжатия. Но 10,0: 1 может быть рискованным, в зависимости от вашего профиля камеры. Если вы хотите, чтобы сжатие составляло около 9,0: 1 для большей безопасности, выбирайте тарельчатые поршни Speed-Pro, доступные в литом или заэвтектическом исполнении, в стандартном исполнении, 4,020, 4,030 или 4.Диаметр отверстия 040 дюймов. И помните: увеличивая размер отверстия, вы увеличиваете сжатие.

Это заэвтектический поршень с плоским верхом для моделей 289/302 с предохранительными клапанами.

Это заэвтектический поршень Federal-Mogul с плоским верхом для модели 289/302. Увеличенный размер поршня обычно вписывается в головку поршня.

Это литые поршни с выпуклой плоской верхней частью в короткоблоке 289.

Поршень бобышки 302 / 351C в верхней мертвой точке. Обратите внимание на высокий купол для сжатия 11,0: 1.

Кованый поршень 351C-2V с предохранительными клапанами.

Две гибких пластины с 157 зубьями для малых блоков Ford. Слева — гибкая пластина со смещением на 28 унций для small-block 221/260/289/302 1962–1981 годов. Справа — гибкая пластина со смещением на 50 унций для малогабаритного блока 1982+ 5.0L High Output. Очень важно понять это правильно. Обратите внимание на разницу в весе и размере. Форды Smallblock имеют внешнюю балансировку, а это значит, что вы должны делать это правильно, иначе вы столкнетесь с серьезными проблемами вибрации.

Какой материал поршня вы будете использовать, зависит от того, как вы собираетесь использовать свой двигатель.Литые и заэвтектические поршни имеют более консервативный коэффициент расширения, что делает их идеальными для уличного использования. Допуски могут быть более жесткими, не опасаясь чрезмерного расширения. Кованые поршни больше подходят для гонок и особенно для тех, кто намеревается использовать закись азота, наддув или турбонаддув. Однако кованые поршни имеют гораздо большую скорость расширения, что требует меньших допусков. Это может означать чрезмерный шум поршня (хлопок юбки) при холодном пуске. Распространенным правилом является использование поршневых пальцев с запрессовкой на литых и заэвтектических, а также плавающих пальцев на кованых поршнях.В любом случае это вопрос личных предпочтений.

Ford использовал два основных способа управления степенью сжатия в малогабаритных моделях Ford: размер камеры сгорания и конфигурация купола поршня. В большинстве случаев сжатие контролировалось количеством тарелки, если таковая имеется, в поршне. У моделей 221, 260, 289, 302 и 351W компрессия регулируется размером тарелки поршня. Поршни с плоской верхней частью были хороши для более высокого сжатия, особенно с клиновыми камерами объемом от 52 до 57 куб. См. Ford использовал выпуклые поршни, чтобы уменьшить компрессию.

Степень сжатия зависела от объема посуды. В 1968 году камеры сгорания стали больше и приобрели форму лопаты, что помогло снизить сжатие и соответствующие уровни выбросов. Во всех случаях, кроме 351C, 351M / 400M, поршни имели предохранительные клапаны.

Маховики и гибкие диски

За время производства малоблочного автомобиля Ford, которое длилось почти четыре десятилетия, было много маховиков и гибких пластин. Тщательный выбор важен, потому что, как многие из вас знают, у Ford было много вариаций.Выберите неподходящий маховик или гибкий диск, и у вас могут возникнуть проблемы с зацеплением стартера, установкой гидротрансформатора / сцепления или проблемы с балансировкой и нежелательной вибрацией. Все двигатели 221, 260, 289 и 302 до 1982 года имели балансировку смещения 28 унций, что означает, что вам понадобится маховик или гибкая пластина баланса смещения 28 унций, прежде чем переходить к динамической балансировке. С 1982 года двигатели объемом 5,0 л должны иметь балансировочный маховик или гибкую пластину со смещением 50 унций. То же самое можно сказать и о гармонических балансирах, которые также должны быть соответствующими смещенными балансами на 28 или 50 унций.

Это узкий балансир гармоник C4AE-6316-C или D для 289 двигателей до 1968 года. Балансир C4OE-6316-A для двигателей 221 и 260 на первый взгляд выглядит идентично.

Для 1968 года 289/302 получили более широкий гармонический балансир и стальной штампованный указатель времени, закрепленный на болтах.

289 High Performance V-8 был оснащен гораздо более широким гармоническим балансиром, чтобы компенсировать более тяжелые шатуны (из-за больших 3/8-дюймовых болтов). Этот балансир аналогичен Boss 302 1969–1970 годов.

Вот балансир 351C / 351M / 400M с правым привинчиваемым указателем времени. Все были правые указатели из-за левого впуска водяного насоса.

Два мелкоблочных балансира Ford, расположенные рядом. Слева — балансир раннего выпуска 289/302 со смещенным балансом 28 унций. Справа — балансир последней модели 5,0 л с высокой производительностью и вылетом на 50 унций.

Балансировщики гармоник

Как и в случае с маховиками и гибкими пластинами, правильный выбор гармонического балансира и даже шкива кривошипа привода вспомогательных агрегатов имеет решающее значение для плавной работы.Если вы собираетесь использовать большой шкив привода вспомогательных агрегатов, правильный выбор имеет решающее значение для балансировки, хотите верьте, хотите нет. Сначала необходимо проверить биение шкива. В идеале вы уравновешиваете этот шкив вместе с гармоническим балансиром и маховиком / гибкой пластиной, потому что все малоблочные Ford сбалансированы внешне.

Модели 221, 260 и 289 имеют одинаковый базовый гармонический балансир со смещенным балансом на 28 унций. Однако балансир 289 отличается с точки зрения артикула. В 221 и 260 используется балансир C4OE-6316-A по сравнению с балансиром C4AE-6316-C или D, общим для 289.Оба балансира имеют ширину 1 дюйм и диаметр 63⁄8 дюйма.

Балансир 289 High Performance намного шире (337⁄64 дюйма) и его легко идентифицировать. Он шире и тяжелее, чтобы компенсировать высокие обороты и большие / тяжелые болты стержня 3/8 дюйма. Похожая история произошла с балансиром Boss 302 1969–1970 годов, который также стал шире.

Написано Джорджем Ридом и переиздано с разрешения CarTech Inc.

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Конструкция, оптимизация и анализ механических свойств шатуна из субмикрометрического алюминиевого сплава

Ультрамелкозернистые материалы представляют большой как научный, так и технический интерес, поскольку они позволяют получить выдающиеся свойства. Улучшение механической прочности и пластичности, а также улучшение усталостных характеристик — это свойства, которых следует ожидать от этих материалов.Однако, несмотря на большое количество научных публикаций, посвященных улучшению механических свойств, количество практических применений этих материалов невелико. В данной исследовательской работе равноканальное угловое прессование (РКУП) используется в качестве процесса интенсивной пластической деформации (СПД) для получения заготовок, которые затем подвергаются изотермической ковке для получения шатуна с субмикрометрическим размером зерна. Показана оптимизация процесса проектирования, а также конструкция штампа.Целевые переменные, которые должны быть выполнены, — это правильное заполнение штампа и необходимое усилие для получения детали. Кроме того, также проводится сравнение механических свойств, полученных таким образом, и механических свойств, полученных традиционными методами. Кроме того, в эту исследовательскую работу также включены оптические и СЭМ микрофотографии.

1. Введение

Основная цель процессов интенсивной пластической деформации (ИПД) — получение ультрамелкозернистых материалов (УМЗ). Улучшение механических свойств этих материалов, ранее подвергавшихся SPD-обработке, можно количественно оценить с точки зрения увеличения предела текучести, предела прочности на растяжение и предела выносливости, среди многих других.Кроме того, можно получить сверхпластичность при умеренных температурах ковки. В рамках процесса SPD, разработанного за последние несколько лет, одним из наиболее широко изученных, обеспечивающих лучшие механические свойства, является метод, известный как равноканальная угловая экструзия или прессование (ECAP), который впервые был предложен Сигалом в бывшем Советском Союзе [1 ]. Этот процесс SPD, без сомнения, один из самых широко известных. Кроме того, существуют другие процессы SPD, такие как кручение под высоким давлением (HPT) [2], повторяющееся гофрирование и правка (RCS) [3] и сжатие с циклической экструзией (CEC) [4].Эти процессы можно сгруппировать как прерывистые, с недостатками низкой скорости и, как следствие, пониженной производительности. Тем не менее, улучшение механических свойств выше, чем при использовании непрерывных процессов SPD, таких как Accumulative Roll Bonding (ARB) [5] и ECAP-Conform [6]. С другой стороны, в недавней библиографии можно заметить тенденцию к объединению двух или более существующих процессов в соответствии с [7], где процесс горячего изостатического прессования (HIT) сочетается с динамической интенсивной пластической деформацией (DSPD). ).

Некоторые материалы были обработаны с использованием ранее упомянутых процессов, таких как алюминиевые сплавы, медные сплавы и титановые сплавы [8]. Кроме того, эти процессы были применены к неметаллическим материалам, таким как полиэтилен высокой плотности (HDPE) [9]. В [10] можно найти исследование эволюции механических свойств для четырех алюминиевых сплавов, два из которых аналогичны тем, которые использовались в настоящей исследовательской работе. Авторы используют две разные матрицы ECAP.Один из них имеет угол пересечения 90 °, а другой — 120 °. Материалы обрабатываются один раз (N1), и более высокое уменьшение размера зерна наблюдается при использовании конфигурации 90 ° [10]. Поскольку поперечное сечение материалов, обработанных методом SPD, существенно не изменяется, можно увеличить эти значения деформации путем повторной обработки заготовок (N2) с помощью РКУП. Вследствие уменьшенных размеров заготовок, изготовленных с применением РКУП, и несмотря на улучшение механических свойств материалов, изготовленных с применением РКУП, существует очень мало практических применений, связанных с деталями, изготовленными из материалов, ранее изготовленных с применением РКУП.В рамках существующих приложений в библиографии стоит упомянуть, что существует применение в производстве лопаток путем изотермической ковки с конфигурацией, аналогичной используемой в турбинах Фрэнсиса, где сложная геометрия требует хорошей пластической текучести материала [11] . Преимущества ковки деталей при высоких температурах демонстрируются с помощью изотермической штамповки. Хотя при этих температурах ковки достигается потеря механических свойств заготовок, изготовленных методом РКУП, это приводит к лучшему пластическому течению материала и лучшему заполнению штампа по сравнению с тем, что достигается при традиционной ковке.Это очень важно, когда требуется изготавливать детали со сложной геометрией. Более того, эти исследования показывают посредством измерений микротвердости, что существует значительное увеличение микротвердости полученных таким образом деталей по сравнению с деталями, полученными с использованием обычных методов из отожженных материалов. В [12] крыльчатка уменьшенных размеров разработана с использованием магниевого сплава. В [13] показан производственный процесс для получения болтов из материалов, предварительно обработанных методом ECAP.Авторы предлагают систему, позволяющую получить более высокую производительность.

Подробное исследование микротвердости, полученной для винта из AA1050, можно увидеть в [14] с различными маршрутами РКУП до 3 проходов (N3). Наиболее значимые результаты включают, с одной стороны, увеличение твердости винта с первым проходом РКУП, а с другой стороны, тот факт, что винты после маршрута А — это те, которые имеют более высокие значения микротвердости как на головке, так и на теле. .В этом отношении стоит упомянуть, что путь А придает материалу высокую степень анизотропии, что приводит к неоднородности механических свойств винтов. Хотя большинство исследований деталей, сделанных из наноструктурированных материалов с помощью SPD, касается ковки, есть также некоторые исследования обрабатываемости. В [15, 16] авторы анализируют качество обработки поверхности деталей, изготовленных из материала, который ранее подвергался РКУП с использованием технически чистой меди и AA6082 соответственно.Авторы анализируют влияние различных режущих инструментов и количество проходов РКУП с использованием маршрутов В и С.

Настоящее исследование посвящено изотермической ковке шатуна, изготовленного с использованием AA1050 и AA5083, которые ранее подвергались РКУП. с двумя проходами с использованием маршрута C. Следовательно, необходимо выполнить предварительное исследование ковкости деталей, чтобы иметь возможность разработать как конструкцию шатуна, так и штамповочные штампы. В библиографии можно найти несколько исследований, посвященных оптимизации конструкции шатунов с использованием моделирования методом конечных элементов, но они касаются усталости [17] и снижения веса и инерционных сил [18], а также других механических параметров.Тем не менее, очень мало исследований, посвященных анализу потока материала в процессе ковки и снижению требуемого усилия обработки.

Одна из целей, которая должна быть достигнута в этой исследовательской работе, — получить хорошее заполнение штампов при минимальной обрабатывающей силе. Другая цель состоит в том, чтобы пластическая текучесть материала во всех секциях шатуна была адекватной, что предотвратило существование зон с чрезмерным накоплением повреждений.

В [19] с помощью моделирования конечных элементов показано исследование, посвященное различным этапам горячей штамповки шатуна. В этом случае авторы обращают внимание на количество элементов, используемых для моделирования, чтобы добиться оптимального расчета времени. Чтобы получить точные результаты МКЭ, на участках с очень сложной геометрией используется повторное зацепление. Как уже упоминалось ранее, в данном исследовании изготавливаются два шатуна, изготовленные из AA1050 и AA5083, ранее изготовленных методом ECAP, с целью получения субмикрометрического размера зерна в деталях, подлежащих ковке, а также для улучшения их механических свойств.Кроме того, показано, что возможно разработать механические компоненты с субмикрометрической структурой и с улучшенными механическими свойствами по сравнению с теми, которые получаются с использованием обычных методов, которые обычно заключаются в ковке деталей из отожженных материалов.

2. Постановка эксперимента и моделирование методом конечных элементов

В этом разделе сначала представлены экспериментальные процедуры, а затем показана конструкция как шатуна, так и штампов.

2.1. Процедуры экспериментов

Как указано, исследование изотермической ковки круглого шатуна проводится из материала, ранее подвергавшегося РКУП. Для этого используются два алюминиевых сплава: AA1050 и AA5083. В обоих случаях исходный материал представляет собой как отожженный, так и отожженный материал. Он также предназначен для сравнения механических свойств обоих исходных материалов с целью оценки улучшения механических свойств кованой детали, начиная с материала с субмикронным размером зерна.

Для проведения этого исследования запланирована серия испытаний с учетом в качестве исследуемых переменных количества проходов РКУП и температуры, при которой происходит изотермическая ковка, как показано в таблице 1. Значения температуры, выбранные для изотермической Ковка шатунов AA5083 выше, чем у шатунов, изготовленных из AA1050, потому что первый представляет собой алюминиевый сплав с более высокой механической прочностью. Значения выбраны с учетом результатов, полученных в [20].После проведения испытаний на ковку измерения микротвердости производятся в тех зонах, которые показаны как требуемые после проведения моделирования. Экспериментальные условия для измерения микротвердости основаны на норме ISO 6507-1: 2005 [21], где сначала длится 4-х секундный период для подхода пенетратора с последующим приложением нагрузки 300 г во время 10 с и, наконец, еще 4 с для вывода пенетратора.

150

Материал Каналы ECAP Температура (° C)

AA1050 N0 12 25
N2 25
100
150

AA5083 N0 150
12
12
150
200
250

Цилиндрические заготовки диаметром 20 мм и длиной 120 мм подвергаются РКУП со скоростью 25 мм / мин.Два прохода РКУП (N2) выполняются по каждой заготовке по маршруту С (где это означает, что после прохода РКУП заготовка поворачивается на 180 ° относительно своей продольной оси). Для выполнения процесса ковки шатунов используется гидравлический пресс с максимальным усилием прессования 3000 кН. Пресс оснащен системой держателя штампа. Держатели штампов имеют ряд нагревательных элементов, которые передают тепло штампам для ковки до тех пор, пока не будет достигнута желаемая температура для изотермической штамповки.Из-за большого расхода материала, необходимого для поковки шатуна, конструкция штампов и исходная геометрия заготовки рассматриваются в этом исследовании таким образом, чтобы заполнение штампа было оптимизировано с наименьшим значением для необходимое усилие ковки.

2.2. Оптимизация механического проектирования штампов изотермической ковки

Первым шагом при изготовлении шатуна является проектирование геометрии штампа и исходной заготовки. Первая цель, которую необходимо решить, заключается в том, чтобы шатун можно выковать в два этапа таким образом, чтобы и преформа (первый ход), и последний шатун (второй ход) правильно заполняли матрицу, не превышая максимальной нагрузки для пресса. , что составляет 3000 кН.Для этого в качестве первого подхода используется предварительная конструкция как исходной заготовки, так и штампа для штамповки с первым ходом, а затем проверяется, выполняются ли два ранее упомянутых условия. Сначала моделируемый процесс рассматривается как трехмерная ковка с оплавлением, где верхняя и нижняя штампы являются жесткими, а заготовка представляет собой деформируемое тело. В настоящей исследовательской работе используется трение сдвигового типа. Вследствие высоких значений деформации элементы чрезмерно искажаются во время моделирования, и, таким образом, в процессе моделирования FEM применяется повторное зацепление.Используемый тип элемента имеет четыре точки интегрирования с начальным размером кромки 1 мм для преформы и размером кромки 0,7 мм для второго хода. В результате получается всего 11000 элементов для первого штриха, рис. 1 (а), и всего 63000 элементов в случае второго штриха, рис. 1 (б). Наконец, из-за различных вариантов исследования, учитывающих проектные переменные (материал и температуру), было решено смоделировать наиболее невыгодный случай, а именно: состояние N2 AA5083 в качестве исходного материала и поковку при комнатной температуре.Если в этом случае выполняются требования правильного наполнения и недопущения превышения максимального усилия, они будут выполнены и в остальных случаях.


(а) Исходная заготовка
(б) Преформа
(а) Исходная заготовка
(б) Преформа
2.2.1. Оптимизация механической конструкции

На рис. 2 показана блок-схема, выполненная для поиска оптимальной конструкции для каждой из двух стадий ковки, необходимых при производстве шатуна.


Тот факт, что размеры заготовок, подлежащих РКУП, не могут быть столь длинными, насколько это желательно, ограничивает последующую конструкцию шатуна. Кроме того, с целью получения исходного материала с наивысшим уровнем однородности деформации, заготовки, изготовленные методом ECAP, обрабатываются с начального диаметра 20 мм до конечного диаметра 18 мм.

2.2.2. Оптимизация преформы

В качестве исходной геометрии преформы конструкция состоит из заготовки сферической формы в обеих головках (рис. 3 (а)), чтобы материал мог лучше течь внутри штампа для ковки.

Тем не менее, как видно на Рисунке 3 (b), заполнение штампа не завершено после первой стадии ковки, и имеется избыток заусенцев не только на подошве, но и на стыке между корпусом и головкой. шатуна. Следовательно, несмотря на то, что значение усилия находится в пределах допустимой нагрузки пресса, как можно видеть на Рисунке 3 (c), необходимо выполнить реконструкцию, поскольку второе условие не выполняется.

Для второй конструкции исходные размеры заготовки уменьшены в размерах в зоне ковки ножки шатуна и наоборот увеличены в зоне головки.Кроме того, для корпуса разработана геометрия в виде усеченного конуса, а на одном из концов исходной заготовки введена плоская поверхность.

Эта новая конструкция исходной заготовки показана на рисунке 4 (а), и теперь можно заметить, что материал полностью заполняет матрицу заготовки после первого хода ковки. Однако конструкция плоской поверхности у основания шатуна (см. Рисунок 4 (b)) приводит к неоднородному потоку материала. С другой стороны, при моделировании кривой «нагрузка-ход» видно, что сила не превышает возможности пресса, как показано на рисунке 4 (c).Следовательно, после процедуры оптимизации конструкции, показанной на Рисунке 2, эту первоначальную конструкцию заготовки можно считать правильной. Тем не менее, новая модификация, которая уменьшает получаемую вспышку, сделана для того, чтобы уменьшить силу для второго хода до минимального уровня.

Новый дизайн заготовки включает радиус скругления для плоской поверхности и небольшое уменьшение размеров для размеров полусферы. На рис. 5 (а) показана исходная заготовка, помещенная на нижнюю штамповочную головку. Из рисунка 5 (b) видно, что заполнение штампа завершено и наблюдается меньшее количество заусенцев, что приводит к уменьшению силы ковки и, таким образом, к достижению одной из желаемых целей.Поэтому считается, что это оптимальная конструкция для ковки преформы.

2.2.3. Оптимизация шатуна

После достижения оптимальной конструкции преформы применяется та же процедура для получения оптимальной конструкции полости матрицы, которая позволяет изготавливать круглый шатун. Как можно увидеть на Рисунке 6 (а), для последнего шатуна имеется избыток заусенцев, который приводит к увеличению усилия до значения, превышающего допустимую нагрузку пресса (см. Рисунок 6 (b)).Следовательно, в случае штампов для окончательной штамповки требуется реконструкция.


(a) Конечный шатун
(b) Кривая нагрузки-хода
(a) Конечный шатун
(b) Кривая нагрузки-хода

Для уменьшения объема вспышки головка размер уменьшается, но при этом не изменяется геометрия ножки шатуна. Тем не менее, уменьшение последнего является чрезмерным, как можно видеть на рисунке 7 (а), что приводит к двум зонам с неполным заполнением штампа.Несмотря на то, что кривая нагрузка-ход показывает, что процесс находится в пределах требуемых усилий (см. Рисунок 7 (b)), требуется новая модернизация конструкции, чтобы улучшить заполнение штампа на головке шатуна.


(a) Конечный шатун
(b) Кривая рабочего хода нагрузки
(a) Конечный шатун
(b) Кривая рабочего хода нагрузки

После новой модернизации выполняется полное заполнение матрицы. достигнута, как можно увидеть на Рисунке 8 (а). Кроме того, кривая нагрузка-ход показывает хорошее соответствие усилию ковки, которое ниже, чем производительность пресса.Таким образом, процесс оптимизации считается завершенным с этим последним изменением дизайна. Как можно увидеть на Рисунке 8, полное заполнение штампа достигается с помощью новой модификации, и, следовательно, это окончательная конструкция, рассматриваемая в данном исследовании.


(a) Конечный шатун
(b) Кривая рабочего хода нагрузки
(a) Конечный шатун
(b) Кривая рабочего хода нагрузки

После достижения оптимальной геометрической формы для обоих исходная заготовка и штампы поковки, следующим этапом является их изготовление.

3. Производство механических компонентов

Как было упомянуто ранее, после того, как оптимальная геометрия штампа будет спроектирована на основе оптимизации как заполнения штампа, так и усилия ковки, производится их изготовление с целью изучения полученных улучшений. в механических свойствах, когда в качестве исходного материала используются заготовки, обработанные методом РКУП.

Процесс ковки выполняется за два хода и при значениях температуры, указанных в таблице 1. В случае первого хода получается плоская преформа без отверстий и ребер.Окончательная геометрия достигается во втором такте. Процесс ковки на обеих стадиях осуществляется со скоростью 50 мм / мин.

Набор штампов предварительно нагревается до желаемой температуры благодаря сопротивлению нагрева, и после достижения этого значения температуры заготовка, показанная на Рисунке 9 (а), помещается на нижнюю матрицу, и берется период в пять минут, чтобы заготовка может достигнуть температуры штамповки. В этот точный момент выполняется первый ход штампом, показанным на Фиг.9 (b), и, таким образом, показана преформа, показанная на Фигуре 9 (c).После первого хода полученная преформа помещается на последний штамповочный штамп, показанный на фиг. 9 (d), и выполняется второй и последний ход ковки.

На рис. 9 (е) показан кованый шатун. Чтобы закончить деталь, необходимо проделать два отверстия как для головки, так и для ножки шатуна, а также обработать края, чтобы можно было удалить заусенец. Для проведения обеих стадий изотермической ковки используется сухая смазка с политетрафторэтиленом (ПТФЭ).

Чтобы проанализировать улучшение механических свойств, достигнутое в материале, на шатунах проводятся измерения микротвердости. Поперечные сечения, подлежащие изучению, выбираются с учетом результатов деформации, полученных при моделировании МКЭ, как это видно на рисунке 10 (а). Две из выбранных зон соответствуют голове и стопе, поскольку это точки с самым низким поперечным сечением. Другое поперечное сечение — это зона с наибольшим значением деформации, то есть ребро в зоне, близкой к головке.В каждом поперечном сечении проводится пять измерений с учетом симметрии компонентов, и они распределяются в зависимости от полученного значения деформации, как можно наблюдать на рисунках 10 (b) — 10 (d). На основе всех измеренных значений рассчитываются средние значения и значения стандартного отклонения в каждой исследуемой зоне, чтобы провести сравнение между различными тестами.

4. Обсуждение результатов

После изготовления шатунов методом изотермической ковки и исследования микротвердости проводится анализ результатов.

На рис. 11 показан высокий уровень согласия между моделированием с окончательным дизайном и реальными испытаниями. В частности, при третьей модификации конструкции для первого хода ковки подтверждается, что конструкция зоны головки является очень адекватной, поскольку полное заполнение полости достигается с минимальным количеством заусенцев.

Результаты измерений микротвердости, полученные в каждом из рассматриваемых случаев, показаны в таблицах 2 и 3, а также их соответствующие значения среднего и стандартного отклонения (SDV).Наибольшее значение стандартного отклонения имеет место в зоне 2, которая является наименее однородной, поскольку в этой центральной части накапливается более высокое значение деформации из-за поковки ребра. Как и ожидалось, наименьшее значение микротвердости соответствует шатуну AA1050 без РКУП, кованному при 150 ° C (AA1050 N0 T150).

0 AA1050 T150

AA1050 N0 T25 AA1050 N0 T100 AA1050 N0 T150
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 1 Зона 1 3 Зона 1 Зона 2 Зона 3

38.5 40,7 39,9 37,2 43,1 38,5 35,8 43,2 32,6
37,7 37,6 41,4 33,7 39,8 36,6 35,3
39,9 39,5 43,9 30,6 35,9 38,2 33,2 36,5 32,6
36.7 45,5 42,6 37,5 41,1 40,1 34,5 42,3 36,1
41,6 45,9 39,9 37,2 39,8 43,5 34,4

38,9 41,8 41,5 35,2 40,8 39,3 34,5 40.4 34,2
1,9 3,7 1,7 3,0 3,0 0,9 1,3 3,6 1,6

Среднее значение: 2,8 Среднее значение: 38,4, SDV: 3,4 Среднее значение: 36,4, SDV: 3,7

AA1050 N2 AA1050 AA10
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 Зона 2 Зона 3

50.1 50,0 53,0 47,8 43,8 46,8 47,5 45,7 48,9
47,1 48,9 47,5 48,7 45,5 48,7 44,9 46,4
48,0 46,3 50,4 48,6 43,3 46,6 46,7 39,6 49,2
50.7 56,4 51,7 46,8 49,6 47,8 48,4 48,6 50,1
51,7 52,3 51,2 440012 47,0 50855 47,5 47,2

49,5 50,8 50,8 47,8 46,5 45,5 48,2 45.3 48,4
1,9 3,8 2,1 0,9 3,3 2,2 1,1 3,5 1,5

Среднее значение: 2,6 Среднее значение: 46,6, SDV: 2,4 Среднее значение: 47,3, SDV: 2,6

00
00 0 9 986 50 AA
AA5083 N0 T150 AA5083 N0 T200 AA5083 N0 T250
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 Зона Зона 3

98.1 109,5 118,6 97,6 98,2 107,4 89,5 94,1 96,6
93,7 103,0 106,1 96,0 96,0 96,3 92,5
98,0 112,0 114,5 96,2 95,8 107,2 89,0 97,1 96.6
94,3 120,5 118,7 94,9 118,9 106,5 89,2 112,7 97,4
97,6 117,0 111,855 900 92,9 99,5 104,1

96,3 112,4 113,9 96,6 108.1 107,7 90,2 99,9 97,4
2,2 6,8 5,3 1,3 12,4 1,5 1,6 7,4 4,2 1,6 7,4 4,2
Среднее значение: 107,6, SDV: 9,5 Среднее значение: 104,1, SDV: 8,7 Среднее значение: 95,9, SDV: 6,3

AA5083 N2 T200 AA5083 N2 T250
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 3 Зона 2 Зона 3

120.4 128,4 128,4 128,2 126,9 127,4 111,2 110,0 101,7
116,2 132,0 126,4 115,6 121 109,4 103,4
125,1 122,0 124,9 124,3 124,1 125,0 110,3 105.6 91,0
121,9 142,1 129,8 119,8 130,5 130,7 111,5 114,5 90,1
117,355 8129
117,355 8 146 129,2 130,8 110,5 115,8 103,5

120,2 134,1 127,7 122.0 126,6 127,1 110,5 111,1 97,9
3,6 9,9 2,0 4,7 2,4 3,9 1,0 ,83
Среднее значение: 127,4, SDV: 8,2 Среднее значение: 125,3, SDV: 2,6 Среднее значение: 106,5, SDV: 7,6
9060

Шатун с наивысшим значением твердости выкован при 150 ° C из AA5083, ранее обозначенного ECAP, как показано в таблице 3.На рис. 12 показаны графики микротвердости в трех выбранных поперечных сечениях, полученные для кованого сплава AA1050 при различных значениях температуры в двух исходных состояниях. Как видно на Фигуре 12 (а), в случае AA1050 без РКУП, при повышении температуры ковки микротвердость уменьшается. Именно в центральной зоне разница между тремя вариантами меньше, тогда как в зоне 1 и зоне 3 разница между ковкой при комнатной температуре и 150 ° C составляет 18%. В случае AA1050, ранее зарегистрированного с использованием ECAP, полученные графики показаны на Рисунке 12 (b).В этом случае кривые не имеют той же тенденции, что и в случае AA1050 без ECAP. Это может быть связано с анизотропией, которая возникает в материале после РКУП. Кривая с наибольшими значениями микротвердости соответствует ковке при комнатной температуре.

Если сравнивать средние значения для каждого из процессов изотермической ковки, можно увидеть, что твердость выше для заготовок, изготовленных методом РКУП, как и ожидалось. В этом случае разница означает улучшение на 20%, как видно на Рисунке 12 (c).

Что касается результатов, полученных для AA5083, в случае графиков микротвердости кованого кованного AA5083 без РКУП наблюдается очень похожая тенденция для трех кривых, как показано на рисунке 13 (a ). В этом случае зона 1 — это зона с наименьшим значением микротвердости, а зона 3 — с наибольшим значением. Разница между значениями, полученными для изотермической ковки при 150 ° C и 250 ° C, составляет 15%. Поскольку шатун, кованный при 150 ° C, не имеет дефектов, это считается оптимальным случаем, когда желательно получить наивысшие механические свойства в случае AA5083 без ECAP.Из рисунка 13 (b) видно, что кривые не следуют той же тенденции, что и в случае АА1050 с РКУП. В зоне 1 значение микротвердости выше у шатуна, кованного при 200 ° C. Улучшение, полученное при ковке при 150 ° C вместо 250 ° C, составляет 23%. На рисунке 13 (c) показаны графики средней микротвердости для AA5083 как в N0, так и в N2, где улучшение, достигнутое в материале при РКУП, составляет 15%.

На рисунке 14 показаны результаты моделирования для случая оптимальных значений температуры ковки для каждого сплава.Во всех этих случаях можно заметить, что зона с самым высоким значением упрочнения находится от ближайшего к головке ребра, где основание шатуна является зоной с самым низким значением деформации. Эти результаты пластической деформации согласуются с результатами, полученными в случае микротвердости.

Начальный размер зерна в двух начальных состояниях, предшествующих ковке (N0 и N2), можно наблюдать на Рисунке 15 для обоих рассматриваемых алюминиевых сплавов.

На рис. 16 показана микроструктура шатуна AA1050 из материала без ECAP.Во всех исследованных зонах наблюдается удлинение зерна там, где оно больше в центре ребра ближе к головке. В дополнение к этому наблюдается очень небольшое удлинение зерна в зоне головки, то есть с низким значением деформации. Удлинение зерна еще меньше у основания шатуна, где зерна достаточно равноосны.


На Фигуре 17 показана микроструктура зерен в различных зонах шатуна, выкованного из AA1050 ECAP дважды (N2).Как и следовало ожидать, в центре выступа рядом с большой головкой удлинение зерна выше, чем полученное для кованого шатуна N0, из-за предыдущей деформации, накопленной во время процесса РКУП. Кроме того, микрофотографии SEM показывают, что размер зерна меньше и более равноосный, чем полученный для кованого шатуна N0. Аналогичное исследование проведено и в случае шатуна AA5083. Полученные результаты такие же, как и для AA1050, но с учетом того, что исходный размер зерна меньше.Опять же, центральная зона выступа — это зона с наибольшим уровнем удлинения зерен, как можно наблюдать на рисунке 18. Наблюдается, что зерна имеют низкую величину деформации в зоне головки, тогда как на подошве шатуна наблюдается практически нет удлинения и зерна равноосные. Эти результаты хорошо согласуются с результатами, полученными в случае моделирования на Рисунке 14 (c).



Наконец, на Фиг.19 показана микроструктура зерна в различных зонах шатуна, выкованного из AA5083 ECAP, дважды (N2).Опять же, наиболее деформированная зона находится в центре ребра. Кроме того, можно заметить, что удлиненные зерна после процесса ковки показывают полосы деформации внутри них, которые возникают в результате предыдущей обработки РКУП. Как и в случае AA1050, зоны головки имеют очень низкую величину удлинения из-за процесса ковки, но, с другой стороны, внутри зерен имеется большое количество полос деформации. Сделан вывод о том, что температуры ковки 150 ° C достаточно для обеспечения адекватной текучести материала.Такой поток материала позволяет нам иметь хорошее заполнение штампа и не иметь трещин на изготовленных деталях.


5. Выводы

В данной исследовательской работе проводится исследование конструкции и изготовления шатуна с использованием алюминиевых сплавов AA1050 и AA5083, предварительно обработанных методом РКУП и подвергнутых изотермической ковке. Показана возможность значительного улучшения механических свойств изготовленных таким образом деталей.

Получено значительное увеличение твердости шатуна, ранее обработанного равноканальным угловым прессованием, по сравнению с шатуном, выкованным из отожженного материала, причем это происходит во всем диапазоне значений температуры, учитываемых в данном исследовании. В случае AA1050 это соответствует увеличению примерно на 20% твердости, достигаемой в материале без РКУП.

В случае AA5083 увеличение примерно на 15% во всем диапазоне температур, где 150 ° C оказывается наиболее подходящей температурой для изготовления деталей.

Кроме того, показано, что можно получить шатуны с субмикрометрической структурой. Кроме того, для обработки деталей с помощью изотермической ковки требуются более низкие температуры, что также может привести к экономии энергии, а также к улучшению механических свойств.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Выражение признательности

Авторы данной исследовательской работы выражают признательность Министерству науки и инноваций Испании (ныне Министерство экономики и конкурентоспособности) за поддержку, оказанную в рамках исследовательского проекта DPI2010-18941 и исследовательского проекта DPI2013-41954- П.

Обратный отсчет шатуна — High Performance Pontiac Magazine

Шатун может быть наиболее напряженным компонентом в двигателе, поглощая сжимающие нагрузки и противодействуя центробежным силам во время каждого оборота кривошипа. При рассмотрении того, насколько прочным должен быть шатун, неудивительно, что большинство людей считают, что низко литой шатун является самым слабым звеном в цепи производительности Pontiac. Некоторые на самом деле полагают, что он самопроизвольно самоуничтожится при любой значительной нагрузке в высокопроизводительном двигателе.Не правда.

Pontiac сконструировал свои литые стержни из ArmaSteel, ковкого перлитного чугуна, обладающего некоторыми стальными качествами. Представленный для избранных применений в 63-м году, Pontiac посчитал, что он достаточно прочный, чтобы использовать его во всех обычных двигателях, начиная с 1967-го, включая его мельницы Ram Air и мельницы с высокой производительностью. Сбои в уличных двигателях случались редко, но во время соревнований по драгстрипу болты литых стержней диаметром 38 дюймов иногда растягивались на очень высоких оборотах, что приводило к вращению подшипников и иногда к полному выходу из строя стержня.

При разработке Super-Duty 455 в начале 70-х Pontiac включил прочный шатун из кованой стали с размерами штока и 716-дюймовыми болтами. Хотя это было довольно дорого, это был единственный вариант, который имелся у гонщиков в то время, и поставщик PMD не мог справиться с заказами. Когда производство прекратилось в 80-х годах, не осталось жизнеспособных вариантов кованых удилищ, и гонщики и энтузиасты производительности платили большие деньги за набор NOS или дорогие нестандартные удилища.

Сегодня, однако, доступен широкий спектр долговечных шатунов на вторичном рынке, которые идеально подходят для всего, от базовых ремонтов до высокопроизводительных гоночных двигателей.Все серийные модели Pontiac V-8, от 326 до 455, использовали шатун, длина которого составляет 6,625 дюйма от центра отверстия под штифт (малый конец) до центра отверстия под штифт (большой конец), отверстие под штифт 0,980. дюймов, и отверстие шейки коленчатого вала 2,374 дюйма. Типичный литой стержень Pontiac весит почти 900 граммов, тогда как поковки SD-455 обычно весят 850 граммов или чуть больше.

С этой информацией вы можете увидеть сравнение предложений на вторичном рынке в нашем Техническом руководстве по шатунам.Ваш любимый производитель двигателей Pontiac или поставщик запчастей может помочь вам решить, какая удочка может быть лучшей для вашей конкретной сборки. Скорее всего, они уже продают некоторые из них по очень конкурентоспособной цене!

Просмотреть все 3 фотографии [2] Литой шатун ArmaSteel Pontiac был представлен в 1963 году. Новейшие отливки, хотя их все еще достаточно для восстановления средней производительности, имеют возраст более 30 лет. Установка из кованой стали для вторичного рынка может быть лучшим вложением.

RPM International в Черритосе, Калифорния, в 2000 году начала производство шатунов из кованой стали для Chevy и Ford на своем заводе в Китае.«Мы владеем заводом и нанимаем всех сотрудников. Это помогает нам контролировать качество и стабильность. Мы увидели возможность в рамках хобби Pontiac и в 2005 году представили две шатуны разной длины», — объясняет менеджер по продажам Тоби Олдрете.

Восстановление комплекта литых шатунов Pontiac возрастом более 30 лет может стоить до 200 долларов. «Наши стержни на замену на складе предназначены для тех, кто может повторно использовать литые стержни Pontiac во время ремонта», — говорит Олдрете. «Набор продается по цене менее 250 долларов и подходит без каких-либо модификаций.Наше удилище весит почти 750 граммов, оно легче оригинального литого, но его конструкция из стали 5140 и состоящие из двух частей 716-дюймовые застежки ARP (также доступны с цельными винтами с головкой под ключ) делают его намного более долговечным. Мы оцениваем его мощность до 500 л.с. и 6200 об / мин. «

об / мин International также производит поковки для двутавровых и двутавровых балок Pontiac, изготовленные из стали 4340, более прочного материала.» Наша двутавровая балка более популярна, потому что она выглядит мускулистее. Он весит около 760 граммов, тогда как наша двутавровая балка весит на 30-40 граммов меньше. «Прочность не обязательно является проблемой в относительно низком диапазоне оборотов, в котором обычно работают Pontiac, но для некоторых важна экономия веса, поскольку она может улучшить характеристики при высоких оборотах в определенных приложениях», — добавляет Олдрете.

Шатуны из стали 4340 оснащены винтами с головкой под ключ ARP 8740 диаметром 716 дюймов и продаются по цене менее 400 долларов. «У нас есть клиенты, которые работают с мощностью более 800 л.с. и развивают с ними до 7000 об / мин», — говорит он. «Мы рекомендуем устанавливать винты с головкой под ключ ARP серии 2000 в приложениях с более высокой мощностью или при использовании принудительной индукции или закиси азота. Резкое ускорение, связанное с такими двигателями, может серьезно нагружать крепеж, поэтому модернизация может повысить надежность».

В то время как поковка 5140, заменяющая стоковую, доступна только с запрессованной штифтом, поковки Pontiac-spec 4340 также доступны с бронзовой втулкой для плавающих наручных штифтов.Компания RPM International предлагает кованые штоки 4340 с двутавровыми и двутавровыми балками длиной 6,7 и 6,8 дюйма с отверстием под шатун меньшего диаметра для использования с коленчатыми валами с ходовым механизмом. Он также предлагает двутавровую балку с точно обработанным отверстием в балке для положительной смазки шпильки для приложений с наддувом.

Eagle Specialty Products (ESP) в Саутхейвене, штат Миссисипи, заполнила большую рыночную нишу своей кованой стальной шатунной балкой из кованой стали в соответствии с требованиями Pontiac в середине 90-х годов. «Мы начали разрабатывать высококачественные шатуны в 80-х, — говорит маркетолог ESP Алан Дэвис.«Мы хотели предложить экономичный, но надежный вариант между стандартными штангами и высококачественными штангами. Мы выбрали конструкцию двутавровой балки, чтобы максимизировать прочность, и, производя ее в массовом масштабе с использованием иностранных рабочих, она могла бы иметь высококачественную конструкцию. долговечность по доступной цене ».

ESP заключила партнерство с зарубежной компанией, предоставив ей оборудование и материалы, а также обучив своих сотрудников, чтобы каждая удочка соответствовала строгим спецификациям ESP. «Мы используем легированные и термообработанные материалы в соответствии со спецификациями AISI 4340», — поясняет Дэвис.«Наши стержни выкованы из двух частей: одна из них — поковка балки, а другая — крышка. Колпачок прижимается перпендикулярно балке для дальнейшего повышения прочности. Каждый стержень обрабатывается на станке с ЧПУ и подвергается дробеструйной обработке, чтобы удалить внешние дефекты, которые может поставить под угрозу целостность. Размер отверстия шатуна подбирается с использованием оборудования Sunnen Krossgrinding ».

H-образная балка Pontiac от ESP доступна в исполнении с запрессованными штифтами или с бронзовой втулкой для плавающих штифтов. ESP утверждает, что при весе почти 760 граммов его стандартная двутавровая балка может выдерживать до 850 л.с. и 7000 об / мин в типичном Pontiac 455.«Наши штанги будут выдерживать 1500 л.с., но мы используем 716-дюймовые болты серии ARP 8740, чтобы снизить стоимость», — добавляет Дэвис. Для тех немногих гонщиков, которые производят двигатели мощностью более 850 л.с., мы предлагаем винты с головкой под ключ ARP 2000 или L19 в качестве обновления, что увеличивает предел до 1500 ».

Полный набор двутавровых балок Pontiac продается по цене менее 550 долларов, а модернизированные крепежные детали добавляют еще около 100 долларов «. Наши стержни стандартного размера остаются популярными для высокопроизводительных уличных и гоночных двигателей, а наши более длинные 6,7- и 6,8-дюймовые стержни с меньшим диаметром шатунной шейки весьма популярны среди тех любителей, которые занимаются производительностью. Строкер Понтиакс; они продаются примерно по той же цене.«

Компания Crower Cams and Equipment из Сан-Диего, Калифорния, уже несколько десятилетий производит высококачественные компоненты клапанного механизма послепродажного обслуживания. Она вышла на рынок шатунов в начале 90-х годов с линейкой Sportsman из кованой стали для Chevy и Ford. а затем Pontiac в начале 00-х.

«Мы хотели предоставить любителям высококачественной кованой стали шатуны, которые можно было бы использовать в большинстве ремонтов любого типа по доступной цене», — говорит Керри Новак, представитель отдела продаж Crower ассоциированный.

Удилища Crower Big Block Sportsman произведены в Америке и изготовлены из сплава стали 4340, прошедшего термообработку в соответствии с фирменными спецификациями Crower. Уникальная двутавровая поковка, оснащенная 716-дюймовыми винтами с головкой под ключ ARP 8740, чрезвычайно прочна. «Мы видели, как наши штанги Big Block Sportsman используются в двигателях Pontiac мощностью до 1000 л.с. и вращением выше 8000 об / мин. Мы считаем, что они очень надежны для широкого спектра применений», — добавляет Новак.

Удилище Crower Big Block Sportsman, отвечающее требованиям Pontiac, весит около 850 граммов и доступно в исполнении с запрессованным штифтом или с бронзовой втулкой для плавающих штифтов.Розничная стоимость менее 800 долларов за комплект. В дополнение к своим характеристикам Pontiac, Crower также предлагает свои удилища Big Block Sportsman в широком диапазоне размеров для тех, кому нужны стержни стандартной длины или более длинные в сочетании с шатунными шатунами Pontiac или Chevy для специализированных приложений или применений строкерного типа. Ожидайте найти цены, аналогичные набору Pontiac.

SCAT Crankshafts в Редондо-Бич, Калифорния, производит шатуны из кованой стали с 1972 года. По словам президента SCAT Тома Либа, его компания вышла на рынок шатунов Pontiac в 2006 году, когда представила двутавровую балку для Pontiacs.«Мы хотели дать производителям двигателей Pontiac высококачественный шатун для всех областей применения, и наша двутавровая балка Pontiac-spec Pro Sport очень популярна у нас».

Изготовленная из высокопрочной хромомолибденовой стали, двутавровая балка SCAT Pro Sport представляет собой двухкомпонентную поковку, которая производится в Китае под контролем SCAT с использованием производственного процесса, направленного на максимальную прочность и стабильность. Затем поковки импортируются на завод SCAT в Калифорнии, где они проходят чистовую обработку, хонингование и балансировку, а также устанавливаются винты с головкой ARP.Результатом стал высококачественный шатун стандартных размеров Pontiac, доступный в исполнении с запрессованными штифтами или с бронзовой втулкой для плавающих штифтов.

«Мы выбрали двутавровую балку, потому что это самый прочный шатун, который мы предлагаем сегодня», — добавляет Либ. «Наша стандартная штанга Pontiac весит около 840 граммов и включает в себя винты с головкой под ключ ARP 8740 диаметром 716 дюймов. Полный комплект продается по цене 555 долларов США. Мы считаем, что переход на винт серии ARP 2000 является ценным вложением.Это добавляет чуть более 100 долларов к стоимости, но с крепежными деталями серии 2000 мы считаем, что наша двутавровая балка может выдержать столько лошадиных сил, сколько могут произвести лучшие производители двигателей Pontiac ».

В дополнение к его Pontiac-spec Pro Sport H- SCAT также предлагает широкий выбор шатунов Pro Sport с различными размерами больших блоков Chevy для любителей, использующих коленчатые валы на вторичном рынке ». Наши 6,7- и 6,8-дюймовые шатуны с шатунными шейками коленчатого вала 2,2 дюйма очень популярны среди строителей двигателей. Они продаются по той же цене, что и наши устройства Pontiac, но доступны только с отверстием для шпильки с втулкой.

Компания CP-Carrillo, расположенная в Ирвине, Калифорния, поставляет шатуны и поршни премиум-класса гонщикам по всему миру. «Так же, как когда Фред Каррильо произвел свои первые стержни в 60-х годах, мы стремимся предоставить шатуны премиум-класса для гоночного сообщества. «Мы считаем, что наши стержни являются одними из самых прочных», — говорит менеджер по обслуживанию клиентов Ричард Бэтчелор.

Стержни CP-Carrillo произведены в Америке и изготовлены из стали 4330, подвергнутой термообработке, испытанию на твердость и дробеструйной обработке. — заточены на максимальную прочность.«Мы специально выбрали сплав 4330, потому что он немного более пластичен, чем другие распространенные сплавы, и будет поглощать больше ударных нагрузок и лучше сопротивляться разрушению. Наш процесс ковки обеспечивает надлежащий поток зерна в шатуне для повышения общей прочности. Весь стержень полностью механически обработан. для дальнейшего увеличения силы «, — добавляет он.

Двутавровая балка серии Pro-H — это самое надежное предложение CP-Carrillo. При весе около 830 граммов он оснащен запатентованным 716-дюймовым винтом с головкой из инструментальной стали H-11 с запатентованной асимметричной резьбой.В типичном Pontiac от 455 до 468 дюймов Бэтчелор оценивает стандартную тягу Pro-H до 1000 л.с. и 8 500 об / мин. «Обновление до нашего многофазного винта с головкой под ключ добавляет 600 долларов и может увеличить его до 1300 л.с. и 9500 об / мин. Мы можем разработать индивидуальный стержень для приложений, производящих 2000 л.с. и значительно больше.

« Мы по-прежнему предлагаем стержни серии Pro-H, соответствующие спецификации Pontiac. на основе индивидуального заказа, но поскольку NRHA одобрило 6,635-дюймовые шатуны Chevy с большим блоком и 2,2-дюймовыми шейками шатунов для Pontiacs, мы храним и обычно продаем этот размер гонщикам Pontiac.В стандартную комплектацию входят бронзовые втулки для плавающих наручных штифтов, но мы можем приспособить дизайн штифтов с запрессовкой по индивидуальному заказу ».

CP-Carrillo также предлагает широкий ассортимент шатунов Pro-H популярных размеров. «Мы можем разместить практически любой требуемый размер по индивидуальному заказу менее чем за 6 недель. При цене в 2300 долларов за стандартный набор мы считаем наши удилища отличным вложением средств. Гонщики могут сделать единовременную покупку шатунов, которые достаточно прочные, чтобы выдерживать ежегодное увеличение мощности, не вызывая опасений по поводу поломки.«

Oliver Connecting Rods в Гранд-Рапидс, штат Мичиган, производит шатуны премиум-класса с 1982 года.« Наши стержни нацелены на верхнюю часть рынка производительности », — говорит владелец Брюс Болдуин.« Наши шатуны специально разработаны для высокой мощности. и / или приложения с очень высокой скоростью вращения. Они чрезвычайно прочные; нередко можно встретить их использованными в течение нескольких сезонов ».

Стержни Oliver имеют запатентованный дизайн« параболической балки ».« Наша двутавровая балка уникальной формы обеспечивает наилучшее соотношение прочности и веса среди всех типов шатунов на рынке. сегодня «, — объясняет Болдуин.«Они изготовлены на станке с ЧПУ из заготовки авиационной стали E4340 американского производства, и у нас есть запатентованный процесс термообработки, который включает тройной отпуск, который устраняет внутренние напряжения в стали. Это приводит к исключительным антиусталостным свойствам . »

Шатуны Pontiac доступны по индивидуальному заказу. «Мы обнаружили, что большинство гонщиков Pontiac, соревнующихся на высшем уровне, используют шатуны размером 6,6 дюйма или больше с шейками шатунов от 2,1 до 2,2 дюйма.У нас есть различные удилища серии Big-Block, которые доступны для немедленной доставки, и мы продаем Jobber по цене менее 1300 долларов за комплект. Мы можем изготовить стержни Pontiac менее чем за восемь недель по аналогичной цене. И мы можем разместить почти любую нестандартную длину за то же время менее чем за 1800 долларов.

«Наш стандартный 6,8-дюймовый стержень серии Big-Block весит около 820 граммов и включает в себя винты с головкой ARP или A-1. Он идеально подходит для двигателей мощностью 1800 л.с. и более. Наша серия Big-Block Max немного мощнее и весит около 40 граммов больше.Идеально подходит для двигателей с сумматором мощности от 2000 до 3000 л.с. Наша новая серия Super Max развивает мощность до 4000 л.с. ».

GRP Connecting Rods в Денвере, штат Колорадо, производит алюминиевые шатуны премиум-класса более 18 лет.

« Мы поставляем высококачественные алюминиевые шатуны из заготовки для одни из самых быстрых гоночных двигателей в мире, — говорит генеральный директор Брайан Сколлон. — Наши стержни, предназначенные только для соревнований, изготовлены из специальной заготовки из алюминиевого сплава.Они имеют радиальные зубцы или механически обработанные канавки между корпусом штока и крышкой, которые служат для их точного определения местоположения. Для максимального удержания крышки используются 716-дюймовые винты серии ARP 2000 ».

Алюминиевый стержень Pontiac в настоящее время не доступен в GRP.« Специальная длина — наша специальность, — говорит Сколлон. Размер журнала, который мы предлагаем для Pontiac, составляет 2,2 дюйма. Типичный 6,8-дюймовый стержень Big Block, который любитель Pontiac мог бы использовать для гребного станка, весит 640 граммов — примерно на 200 граммов меньше, чем типичный стержень из кованой стали.Мы можем сделать их легче или тяжелее, в зависимости от области применения, и, как правило, заказчик может настроить их в течение двух недель.

GRP производит шатуны для двигателей Top-Fuel мощностью 9000 л.с., но они явно не поместятся в традиционный блок Pontiac. «Мы производим наши удилища для предполагаемого диапазона мощности. Для Pontiac ограничение будет составлять до 1200 лошадиных сил без наддува и около 1800 лошадиных сил для закиси азота, с ограничением в 8,500 оборотов в минуту в любом случае. Этот набор 6,8-дюймовых Big- Розничная цена блочных стержней составляет около 1200 долларов.»

Поскольку алюминий весит меньше стали, алюминиевый стержень можно сделать намного более мощным без чрезмерного веса, в результате чего стержень будет более прочным, чем стальной при заданном весе. Поглощение экстремальных сжимающих сил, связанных с двигателем соревнований, может вызвать их со временем они затвердевают, что в конечном итоге приводит к усталости и, возможно, к растрескиванию и выходу из строя. Периодическое обслуживание может помочь предотвратить это. Это включает в себя тщательный осмотр во время планового демонтажа и даже замену их всех вместе.

Сколлон добавляет: «Типичный срок службы алюминиевого стержня зависит от области применения и варьируется от 50 проходов при экстремальных нагрузках на 2000 л.с. до нескольких сотен проходов при более умеренных нагрузках. круглые большие и малые концы и измеритель растяжения стержня-болта. Это поможет определить, сколько нарушений они видели и требуется ли замена ».

Терминология коленчатого вала

КОЛЕНВАЛ ТЕРМИНОЛОГИЯ

части коленчатого вала можно обозначать разными словами.Однако условия в рис. 4-19 — это те, которые наиболее часто используются в технической документации NAVSEA. руководства по двигателям, используемым ВМФ.

ГЛАВНЫЕ ЖУРНАЛЫ служат точками опоры и центром вращения для вал. В качестве опорных поверхностей коренные шейки и шатун шейки коленчатых валов имеют поверхностную закалку, поэтому чем дольше изнашивается, тем больше можно использовать прочный металл подшипника, не вызывая чрезмерного износа вала.

Как Как показано на рис. 4-19, коленчатые валы имеют основную шейку на каждом конце вал с промежуточной главной шейкой между кривошипами. Каждая РУКОЯТКА (бросок) вала состоит из трех частей, двух перемычек и штифта, как показано на рисунке. 4-19. Кривошипные перепонки иногда называют щеками или руками. Шатуны, или броски, предусмотреть точки крепления шатунов, смещенные от основные журналы.

В многие коленчатые валы, особенно в больших двигателях, шатунные шейки и основные журналы имеют полую конструкцию.Полая конструкция не только уменьшает вес значительно, но также увеличивает крутящий момент коленчатого вала и обеспечивает проход для потока смазочного масла (рис. 4-20).

силы, которые вращают коленчатый вал дизельного двигателя, производятся и передаются к коленчатому валу пульсирующим образом. Эти пульсации создают крутильные вибрации, которые могут серьезно повредить двигатель, если они не уменьшается или ослабляется противодействующими силами.Многие двигатели требуют дополнительных демпфирующий эффект для обеспечения удовлетворительной работы. Это обеспечивается Гаситель крутильных колебаний установлен на свободном конце коленчатого вала. Несколько типы крутильных демпферов используются в настоящее время.

Вкл. у некоторых коленчатых валов часть перемычки коленчатого вала выступает за пределы основной журнал к

Рисунок 4-19. Цельный, Коленчатый вал 6-ти ходовой.

Рисунок 4-20.Пример полого шатуна строительство журнала.

форма или поддерживайте противовесы. Эти противовесы могут быть составными частями полотно (рис. 4-19) или могут быть отдельными узлами, прикрепленными к полотну шпильками и гайками, или установочные винты (рис. 4-21). Противовесы уравновешивают смещенный по центру вес отдельные ходы кривошипа и тем самым компенсируют возникающую центробежную силу каждым ходом вращающегося кривошипа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.