05 Коленчатый вал (Раздаточный материал к модулю 1 (Двигатели))

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛКоленчатый вал вместе с шатунами превращает возвратно-поступательное движениепоршней во вращательное движение, обеспечивая строго определенную последовательностьперемещения поршней в цилиндрах.Коленчатый вал (рис. 1) изготовлен из высококачественной хромоникелевольфрамовойстали марки 18Х2Н4ВА. Сторона вала, обращенная к механизму передач (на рис. 1 левая),называется хвостовиком, а противоположная — носком.Вал имеет шесть колен (кривошипов), расположенных в трех плоскостях под углом другк другу 120°; в каждой плоскости лежит по два колена, удаленных от середины вала наодинаковую величину.Каждое колено образовано шатунной шейкой, примыкающими к ней двумя щеками исоседними коренными шейками. Щеки колен круглой формы.

Щеки кругом полированы.Коленчатый вал имеет шесть шатунных (Iш — VIш) и восемь коренных (Iк — VIIIк)шеек, которые нумеруются со стороны хвостовика.Хвостовик коленчатого вала (рис. 2) запрессован с большим натягом во внутреннююполость первой коренной шейки и стопорится от проворачивания шестью штифтами 7. Вовнутренней полости хвостовика нарезаны мелкие треугольные шлицы, посредством которых натех модификациях двигателей, где это необходимо, коленчатый вал с помощью рессорноговалика соединяется с механизмами привода вентилятора или отбора мощности.

Благодаряэтому обеспечивается широкая унификация и взаимозаменяемость коленчатых валов. Переходот шатунных и коренных шеек к щекам выполнен двухрадиусными галтелями,обеспечивающими повышение прочности коленчатого вала. Шатунные и коренные шейкивнутри полые. Снаружи они тщательно обработаны: отшлифованы, отполированы исуперфинишированы.Внутренние полости шеек закрыты дюралевыми заглушками 5 (рис. 1), стягиваемымиболтами 9. Для обеспечения плотности конические поверхности расточек шеек и заглушекизготовляются с небольшой разницей величин углов конуса. Заглушки в носке валастягиваются длинной шпилькой 18, опирающейся посредине (для устранения вибрации) налюнет 17.Люнет выполнен в виде диска с тремя отверстиями для пропуска масла ипрямоугольным вырезом для монтажа.

Положение люнета на шпильке фиксируется двумястальными трубками 14, надетыми на шпильку, и пружиной 16, прижимающей люнет к однойиз трубок.Под головки стягивающих болтов заглушек коренных и шатунных шеек устанавливаетсямедная прокладка 10, а под гайки этих болтов и гайки шпильки в носке коленчатого валаставятся стальные шайбы 8 и медные прокладки 6.

Кроме того, стержни болтов и шпильки (состороны гаек) обматываются по резьбе шелковой ниткой 7, чем обеспечивается плотностьсоединения.Внутренние полости коренных и шатунных шеек соединяются между собой двумясверлениями а (рис. 3) в щеках, образуя сплошной канал внутри коленчатого вала.Вертикальные отверстия в первой щеке выходят в полость б, образованную внутреннейповерхностью первой коренной шейки и выточкой в хвостовике вала.Эта полость наклонными сверлениями сообщается с внутренней полостью хвостовика, вкоторую поступает масло из крышки центрального подвода масла.В первой щеке кроме двух отверстий, лежащих в плоскости щеки, имеется третьенаклонное отверстие, лежащее в плоскости кривошипа, по которому масло из первой шатуннойшейки поступает во вторую кольцевую полость в и идет на смазку первой коренной шейки.В шатунных и коренных шейках имеются отверстия, выходящие в их внутренниеполости (в первой коренной шейке — в полость в).

Оси отверстий в шатунных шейкахрасположены под углом 60° к плоскости колена в направлении вращения вала.Все отверстия в коренных и шатунных шейках, а также в щеках для повышенияусталостной прочности вала полированы. В отверстия шеек коленчатого вала и в наклонномотверстии первой щеки вставлены и развальцованы медные трубки 4, 19, 20 и 21 (рис.

1) длязабора масла с середины полости. Такое расположение трубок препятствует попаданию вподшипники механических примесей, которые вследствие эффекта сепарации при вращениивала отлагаются на стенках внутренних полостей шеек. Наличие трубок препятствует такжепопаданию механических примесей в подшипники при остановке двигателя.В первую, во вторую и в третью шатунные шейки и во вторую и третью коренные шейкипоставлены трубки с уменьшенными по сравнению с остальными трубками проходнымисечениями, что обеспечивает равномерный подвод масла во все подшипники коленчатого вала.На носке коленчатого вала имеется две гладкие шейки, а между ними — длинныйучасток с прямоугольными шлицами, которые служат для установки зубчатки, соединяющейдвигатель с силовой передачей.Внутри носка коленчатого вала нарезана резьба для гайки крепления зубчатки, а вовпадине между шлицами в плоскости первого и шестого кривошипов в вал ввернут винт 15,фиксирующий положение зубчатки по отношению к кривошипам коленчатого вала.Между седьмой и восьмой коренными шейками коленчатого вала устанавливаетсяупорный шарикоподшипник 11 (рис.

4), воспринимающий осевые усилия. Для монтажаподшипника на валу сделаны бурт и выточка.Упорный подшипник фиксируется с одной стороны буртом коленчатого вала, а с другой— буртом разъемной втулки 12, устанавливаемой в специальной выточке на валу и стянутойнапрессованной на нее сплошной цилиндрической обжимной втулкой 13.Выходящий из картера носок коленчатого вала уплотняется кольцевым уплотнением(рис. 5), состоящим из маслоотражательного кольца 4, устанавливаемого и притертого напояске носка коленчатого вала, гильзы 3 уплотнения носка вала и обоймы 1 с тремяуплотняющими чугунными кольцами 2.

Набор уплотнительных колец образует лабиринтноеуплотнение, предотвращающее течь.На наружных прямоугольных шлицах хвостовика монтируется коническая шестерня 5(рис. 2), передающая вращение от коленчатого вала через механизм передач краспределительным валам и агрегатам двигателя.Осевое усилие от конической шестерни воспринимается стальным упорным кольцом 6,которое шлифованной поверхностью опирается на обработанный торец перегородки картера икрышки подшипника.

При удлинении или укорочении картера в результате изменениятемпературы шестерня перемещается по шлицам хвостовика коленчатого вала, сохраняянормальное зацепление с ведомыми шестернями передачи.На наружную цилиндрическую часть конца хвостовика устанавливается с небольшимзазором уплотнительная втулка 3 центрального подвода масла. Такая конструкция даетвозможность цилиндрической части хвостовика свободно перемещаться относительно втулки,что необходимо в связи с разностью коэффициентов линейного расширения металла картера иколенчатого вала.

Двигатели В-54, В-54Б, В-54Г, В-54К-ИС, В-54К-ИСТ, В-54К, В34-М11, В234КР, В2-34Т имеют коленчатый вал такой же конструкции, как и двигатель В-55.Рис. 1. Коленчатый вал:1 — коленчатый вал; 2 — хвостовик; 3 — стопорный штифт; 4 — наклонная трубка первой щеки; 5 — заглушка шеек; 6 — прокладка; 7 — шелковая нитка; 8 — шайба; 9 —болт; 10 — прокладка; 14 — трубки; 15 — винт; 16 — пружина; 17 — люнет; 18 — шпилька заглушек; 19, 20 и 21 — трубки с калиброванными отверстиями (жиклерами)Рис. 2.

Хвостовик коленчатого вала и уплотнение центрального подвода масла:1 — пружинящее кольцо; 2 — гильза; 3 — втулка центрального подвода масла; 4 — хвостовик коленчатого вала; 5— коническая шестерня; 6 — упорное кольцо; 7 — стопорный штифт; 8 — коленчатый вал; а — сверление в щеке;б — кольцевая полость для подвода масла в первую шатунную шейку; в — кольцевая полость для подвода масла кпервому коренному подшипникуРис. 3. Смазка подшипников коленчатого вала (схема):1 — пружинящее кольцо; 2 — корпус крышки центрального подвода масла; 3 — гильза; 4 — втулка центрального подвода масла; 5 — хвостовик коленчатого вала; 6 —коленчатый вал; 7 — наклонная трубка; 8 и 10 — трубки с калиброванными отверстиями (жиклерами); 9 — пробка контрольного отверстия (на двигателях выпуска до 1962г.); а — сверление в щеке; б, в — кольцевые полостиРис.

4. Упорный подшипник коленчатого вала:11 — шарикоподшипник; 12 — разъемная втулка; 13 — обжимная втулкаРис. 5. Уплотнение носка коленчатого вала:1 — обойма; 2 — уплотняющее чугунное кольцо;3 — гильза: 4 — маслоотражательное кольцо.