Разбираем работу важнейшей детали автомобильного двигателя.
На первый взгляд, принцип работы двигателя внутреннего сгорания кажется простым: газы, образующиеся при сгорании топлива, расширяются и толкают поршень в цилиндре.
Однако поршень движется вверх и вниз, а как же заставить колеса вращаться? Для преобразования одного типа движения в другой и служит коленчатый вал. Рассмотрим его устройство и принцип действия.
Как устроен коленчатый вал
Термин «коленвал» состоит из слов «колено» и «вал», где «вал» указывает на вращающуюся деталь.
В отличие от обычных валов, коленвал представляет собой набор коротких цилиндров (шеек), соединенных в определенном порядке.
Шейки делятся на:
- коренные — расположены на воображаемой оси коленвала;
- шатунные — смещены относительно оси.
Шейки соединены массивными деталями — «щеками», которые вместе с шатунной шейкой формируют «колено».
Для уравновешивания массы и предотвращения дисбаланса на противоположной стороне шеек установлены противовесы.
На концах коленвала расположены:
- шестерня для привода газораспределительного механизма (на одном конце);
- широкий фланец с прикрепленным к нему маховиком (на другом конце).
Как работает коленвал
Коленвал — часть кривошипно‑шатунного механизма (КШМ), которая преобразует линейное движение поршней во вращение.
Поршни соединены с шатунами через «пальцы» (втулки), а шатуны — с шатунными шейками коленвала.
При сгорании смеси в цилиндрах поршни через шатуны давят на шейки коленвала, заставляя его вращаться.
Когда поршень достигает нижней мертвой точки, его возврат вверх обеспечивается:
- инерцией коленвала;
- инерцией маховика;
- работой других поршней.
Процесс цикличен: взрыв смеси → движение поршня вниз → выполнение полезной работы → возврат в исходное положение. Чем больше цилиндров в двигателе, тем плавнее его работа.
Как обеспечить вращение
Для вращения коленчатого вала важны коренные шейки — элементы на одной оси, соединяющие его с блоком цилиндров.
Обычно их больше двух из‑за массивности и высокой нагрузки на деталь.
Свободное вращение обеспечивают вкладыши (вместо стандартных подшипников) — полукольца из стальной ленты с антифрикционным покрытием (на основе меди и свинца).
Два вкладыша образуют кольцо с зазором вокруг шейки — подшипник скольжения.
Постоянный приток моторного масла под давлением создает масляный клин: коленвал не касается неподвижных частей, вращается легче и почти не изнашивается.
Из каких материалов делают коленчатые валы?
Современные коленчатые валы изготавливают из чугуна или стали.
Чугунные валы (получают литьем в оболочковых формах) используют преимущественно в малонагруженных двигателях — с небольшим рабочим объемом и низкой степенью сжатия.
Стальные валы производят методом прокатной ковки из железных заготовок: они компактны, легки и экономичны, поэтому широко применяются в автомобильных двигателях.
Реже коленвалы изготавливают методом механической обработки на токарных и фрезерных станках — это позволяет использовать более качественные стали, но существенно повышает стоимость производства.
Можно ли восстановить коленвал?
Да, коленвал можно восстановить — но ремонт сложен и дорог.
Ресурс детали при грамотном обслуживании не менее 200000 км. О серьезных проблемах говорит металлический стук в нижней части двигателя.
Чаще всего изнашиваются шатунные шейки из‑за сложностей со смазкой. Причинами могут стать:
- недостаток или низкое качество масла;
- превышенные нагрузки (приводят к перегреву, выработке и задирам).
Способы восстановления:
- Шлифовка шеек до меньшего диаметра + установка новых вкладышей соответствующего размера.
- При сильных повреждениях — шлифовка «через размер».
- Наплавка металла (чаще на грузовой технике), но это экономически нецелесообразно из‑за последующей проточки.
Если коленвал согнулся, проверяют прогиб: вал кладут крайними коренными шейками на призмы и фиксируют отклонение на средней шейке стрелочным индикатором при медленном вращении.
Допустимый прогиб для легковых авто — до 0,05 мм; если он больше, деталь пытаются выправить на прессе.
Краткий итог:
Коленвал — это важнейшая деталь двигателя внутреннего сгорания. Его основная функция — преобразование поступательного движения поршней во вращательное.
Коленвал состоит из нескольких ключевых элементов: коренных и шатунных шеек, а также «щек» с противовесами, которые соединяют эти шейки.
Современные коленвалы обычно делают из чугуна или стали.
При ремонте коленвала чаще всего приходится шлифовать шейки, если для данного двигателя выпускаются вкладыши ремонтных размеров.
Ferio помогает найти качественные б/у запчасти и комплектующие для автомобилей.
Чтобы получить список нужных деталей с ценами, отзывами и информацией от проверенных поставщиков, заполните заявку по ссылке.
