Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Щеки коленчатых валов

Щеки коленчатых валов имеют разнообразные формы (см. рис. 147): призматические (в частности, прямоугольные), шести-или восьмигранные, овальные (эллиптические), круглые. Эллиптические и круглые щеки выполняют главным образом в валах быстроходных форсированных двигателей. Наиболее простой в изготовлении является щека прямоугольной формы, наиболее сложной и в то же время рациональной с точки зрения распределения напряжений-овальной. Для лучшего использования материала не работающие, наиболее удаленные от оси вала части щек срезают (см. рис. 147, 150), вследствие чего уменьшаются неуравновешенные массы вращающихся частей и масса вала. На рис. 150, а, б приведены формы щек двигателей различного назначения. Если между опорами расположены два
колена, приходится применять длинные щеки, что усложняет и утяжеляет вал. Для максимального сокращения длины двигателя применяют коленчатые валы, у которых коренная шейка совмещена со щекой. В этом случае применяют роликовые подшипники и картер выполняют неразъемным, а вал монтируют с торца. При выборе формы щеки учитывают прочность
конструкции и ее технологичность. Например, эллиптические щеки, приближающиеся к круглым, имеют не меньшую по сравнению с последними усталостную прочность при несколько меньшей массе.
При уменьшенном отношении S/D в сочетании с увеличенными диаметрами шеек можно получить значительное перекрытие шеек А = 0,5 (d + dx) — R (см. рис. 147, в, г); при этом повышается прочность и появляется возможность уменьшения толщины b щеки без увеличения ее ширины h.
Переходы от щек к шейкам следует осуществлять относительно большим радиусом закруглений (галтелей) для уменьшения концентрации напряжений. Увеличению радиуса галтели препятствует уменьшение рабочей длины шейки.
В быстроходных двигателях (чтобы избежать при шлифовании шеек задевания шлифовальным кругом торцовых поверхностей) шейки сопрягают не непосредственно со щеками, а со специальными чисто обработанными кольцевыми буртиками, ограничивающими перемещение в осевом направлении кривошипной головки шатуна. Буртики сопрягаются со щеками , галтелями радиусом г ^ (0,05-^0,08)d; в результате сопряжения шейки со щекой двумя радиусами уменьшается концентрация напряжений.
На рис. 151, а-д даны способы крепления противовесов. При креплении по схемам, показанным на рис. 151, а, б, не исключены случаи разрыва болтов при повышении частоты вращения вала. Крепления по схемам, показанным на рис. 151, в-д, более надежны, так как предусмотрена разгрузка болтов от сил инерции. В схеме рис. 151, в болты разгружаются шпонками, работающими на срез; в схемах рис. 151,г, д-зубцами противовеса; болты в этом случае работают на растяжение от силы затяжки.
В некоторых случаях противовесы приваривают к щекам коленчатого вала. Недостатком такой конструкции является нарушение структуры материала вала, особенно при изготовлении вала из легированных сталей. В двигателях автомобильного и тракторного типов нередко противовесы устанавливают не на всех щеках.
В двигателях с кривошипно-камерной продувкой противовесы служат также для уменьшения вредного пространства в кривошипной камере и получения требуемого давления продувочного воздуха. Иногда противовесы крайнего колена совмещают с устройствами для гашения крутильных колебаний.
Конец вала, противоположный концу отбора мощности, служит для монтажа шестерен, приводящих в действие масляный и водяной насосы, топливный насос высокого давления и подкачивающий топливный насос. Здесь же может быть расположен дополнительный кривошип для какого-либо другого механизма, приводящего в движение компрессор, продувочный насос, пусковой компрессор и воспламенительные агрегаты. В двигателях некоторых конструкций на свободном конце вала монтируют шестерню привода распределения. В автомобильных и тракторных двигателях на этом конце располагают шкив привода вентилятора, храповик, устройство для пуска двигателя вручную и в некоторых случаях гаситель крутильных колебаний.
Так как в масле имеются примеси (частицы металла, кокса, грязи), следует применять устройства, препятствующие попаданию этих частиц в масляный зазор. Указанные функции выполняют маслопроводные трубки, завальцованные или прикрепленные каким-либо иным способом к стенке шатунной шейки; трубки опущены на значительную глубину в полость шатунных шеек (рис. 152, а). Аналогичный эффект можно получить.
В форсированных двигателях, а также в быстроходных двигателях противовесы часто выполняют как одно целое со щеками; при этом хотя и усложняется изготовление вала, но увеличивается надежность работы конструкции.
К коренным и шатунным шейкам масло подается под давлением. Вал служит маслопроводом смазочной системы. Наиболее часто масло подводится из масляной магистрали по каналам к коренным подшипникам под давлением, равным 0,3-0,8 МПа. Из наименее нагруженных коренных подшипников масло поступает в полости коренных шеек вала, а оттуда по каналам в щеках и шатунных шейках-для смазывания шатунных подшипников.
лагая масляные каналы перпендикулярно плоскости колена (рис. 152,6).
На рис. 153 показаны основные магистрали прохода масла в полостях коленчатого вала. В конструкции по схеме рис. 153, а обеспечена ускоренная подача масла в пусковой период. Однако на поверхность шатунной шейки поступает загрязненное масло. От этого недостатка свободны конструкции, выполненные по схеме рис. 153, в, в, в которых осуществляется центрифугирование масла.
Заглушки имеют конические фаски и притираются к валу (рис. 153, в-д). Способ резьбового крепления заглушек, также способ их завальцовки имеет серьезные недостатки. При резьбовом креплении предел выносливости понижается, завальцов-ка заглушек (рис. 153, ё) затрудняет осмотр и очистку масляных полостей.
Часто ставят плоские заглушки на прокладках (рис. 153,6); такая конструкция отличается сравнительной простотой.

1 2 3 4 5 6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.