Материал: 2466

−числа коренных и шатунных подшипников;

−конструкции блока цилиндров: отдельные цилиндры; мокрые или сухие гильзы;

−конструкции головки цилиндров: общая для всех или раздельная;

−типа сочленения шатунов в V-образных двигателях: центральное сочленение, с прицепным шатуном, последовательное размещение двух шатунов на одной шейке;

−материала вала: стальной кованый или чугунный литой.

96

Всё это выбирают после определения расположения колен вала, которое выполняют после динамического расчёта и эскизных разработок, связанных с назначением и размерами двигателя. Взаимное расположение колен зависит от числа тактов, числа и расположения

цилиндров и порядка работы цилиндровАД.

Колена вала располагаютбтак, чтобы получить [4, 5] :

− равномерность изменения крутящего момента по времени; − наилучшую уравновешенность двигателя;

− равномерное нагружен е частей коленчатого вала: последовательно работающ е ц л ндры не должны быть смежными, их следует

толщина щеки – зависят от расстояния между осями цилиндров, которое в свою очередь зависит от диаметра цилиндра, толщины стенок гильзы и рубашки цилиндра, пространства для охлаждающей жидкости, а также каналов для продувочного воздуха и отработавших газов в двухтактном двигателе. Общая длина кривошипа находится в пре-

делах L = (1,1…1,8) D.

97

При уменьшении расстояния между осями цилиндров уменьшаются габаритные размеры двигателя и увеличивается жёсткость и прочность коленчатого вала. Однако работа подшипников может стать ненадёжной из-за уменьшения их длины.

В зависимости от размера шеек и щёк, а также от числа колен валы изготавливают цельными (рис. 5.3,а), с составными коленами (рис. 5.3,б, в) и составными из двух или более участков, соединяемых фланцами (рис. 5.3,г).

дельно. В этих двигателях применяют полусоставные колена, в которых шатунные шейки выполняют как одно целое со щеками.

Всоставных или полусоставных коленах шейки запрессовывают

вщёки при небольшом нагреве до 200…300 ºС при натяге, обеспечивающем достаточную прочность соединения.

Части колена у звездообразных двигателей соединяют шлицами или болтами, стягивающими разрезную щеку. У этих двигателей главный шатун часто выполняется с неразъёмной кривошипной головкой.

98

Составные валы, состоящие из нескольких участков, соединяют фланцами, откованными как одно целое с валом. Фланцы имеют центрирующие шайбы, которые закладывают между фланцами на время развёртки отверстий для болтов. Затем эти шайбы удаляют и фланцы жёстко соединяют болтами, что позволяет в дальнейшем разбирать вал на части без передвижения вдоль оси.

Коленчатые валы быстроходных дизелей, работающих с высоким давлением сгорания, выполняют обычно полноопорными, то есть

сопорами после каждого цилиндра или отсека двух цилиндров в V-образных двигателях. Только дизели с относительно малыми размерами цилиндра изготавливаются иногда с опорами через два цилиндра. В бензиновых однорядных двигателях применяются как пол-

ноопорные валы, так и с опорами через два цилиндра.

Большее число опор коленчатого валаИвследствие более равномерной передачи усилий по длине двигателя благоприятно влияет на работу верхней половины картера и блокаДцилиндров.

Высокое давление сгорания вызывает в валах с пролётом через

два цилиндра значительные деформации изгиба, появляется опасность возникновения изгибныхАколебаний.

Повышение жёсткости на изгиб неполноопорного вала достигается увеличением диаметровбшатунных и коренных шеек с одновременным уменьшением их длины и увеличением толщины щёк. Неполноопорный вал корочеии поэтому обладает большей жёсткостью на кручение. Число собственных колебаний такого вала выше, так как наряду с большойСжёсткостью он имеет меньшее число противовесов

сменьшими массами.Пятка: конец вала со стороны отбора мощности для соединения

с генератором, муфтой, маховиком, упругим элементом и т.д. имеет участок со шлицами или фланцем. На концевых участках монтируют шестерню передачи к распределительному валу.

Носок: конец вала, противоположный концу отбора мощности, служит для монтажа шестерён, приводящих в действие топливный насос высокого давления, масляный насос, насос системы охлаждения. Здесь же может быть расположен дополнительный кривошип для механизма привода компрессора и других агрегатов. В автотрактор-

99

ных двигателях на этом конце располагают шкив привода вентилятора, храповик и в некоторых случаях гаситель крутильных колебаний.

Коренные шейки выполняют, как правило, одинакового диаметра. От осевых перемещений при тепловом расширении вал фиксируют относительно картера [6] :

•бортами упорных вкладышей коренных подшипников

(рис. 5.4,а, б, в, поз. 1);

•упорными кольцами (рис. 5.4,г, д, поз. 2);

•упорными шариковыми подшипниками (рис. 5.4,е, поз. 3).

Рис. 5.4. Фиксация коленчатого вала от осевых перемещений [6, 7, 15] : 1 – вкладыши; 2 – упорные кольца; 3 – шариковый подшипник

Чаще всего упорные подшипники устанавливают со стороны маховика. При таком положении подшипника тепловое удлинение вала на влияет на зазоры в сцеплении. Однако ведущая шестерня привода на переднем конце вала несколько смещается. В отдельных слу-

100