Коленчатый вал – один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней в крутящий момент. Коленчатый вал воспринимает периодические переменные нагрузки от сил давления газов, а также сил инерции движущихся и вращающихся масс.
Коленчатый вал двигателя, как правило, цельный конструктивный элемент, поэтому правильно его называть деталью. Вал изготавливается из стали с помощью ковки или чугуна путем литья. На дизельных и турбированных двигателях устанавливаются более прочные стальные коленчатые валы.
Схема коленчатого вала
Конструктивно коленчатый вал объединяет несколько коренных и шатунных шеек, соединенных между собой щеками. Коренных шеек, как правило, на одну больше, а вал с такой компоновкой называется полноопорным. Коренные шейки имеют больший диаметр, чем шатунные шейки. Продолжением щеки в противоположном от шатунной шейки направлении является противовес.
Противовесы уравновешивают вес шатунов и поршней, тем самым обеспечивают плавную работу двигателя.
Шатунная шейка, расположенная между двумя щеками, называется коленом. Колена располагаются в зависимости от числа, расположения и порядка работы цилиндров, тактности двигателя. Положение колен должно обеспечивать уравновешенность двигателя, равномерность воспламенения, минимальные крутильные колебания и изгибающие моменты.
Шатунная шейка служит опорной поверхностью для конкретного шатуна. Коленчатый вал V-образного двигателя выполняется с удлинёнными шатунными шейками, на которых базируется два шатуна левого и правого рядов цилиндров. На некоторых валах V-образных двигателей спаренные шатунные шейки сдвинуты относительно друг друга на угол 18°, что обеспечивает равномерность воспламенения (технология носит название Split-pin).
Наиболее нагруженным в конструкции коленчатого вала является место перехода от шейки (коренной, шатунной) к щеке. Для снижения концентрации напряжений переход от шейки к щеке выполняется с радиусом закругления (галтелью). Галтели в совокупности увеличивают длину коленчатого вала, для уменьшения длины их выполняют с углублением в щеку или шейку.
Вращение коленчатого вала в опорах, а шатунов в шатунных шейках обеспечивается подшипниками скольжения. В качестве подшипников применяются разъемные тонкостенные вкладыши, которые изготавливаются из стальной ленты с нанесенным антифрикционным слоем. Проворачиванию вкладышей вокруг шейки препятствует выступ, которым они фиксируются в опоре. Для предотвращения осевых перемещений коленчатого вала используется упорный подшипник скольжения, который устанавливается на средней или крайней коренной шейке.
Схема системы смазки
Коренные и шатунные шейки включены в систему смазки двигателя. Они смазываются под давлением. К каждой опоре коренной шейки обеспечивается индивидуальный подвод масла от общей магистрали. Далее масло по каналам в щеках подается к шатунным шейкам.
Отбор мощности с коленчатого вала производится с заднего конца (хвостовика), к которому крепится маховик. На переднем конце (носке) коленчатого вала располагаются посадочные места, на которых крепятся шестерня (звездочка) привода распределительного вала, шкив привода вспомогательных агрегатов, а также в ряде конструкций – гаситель крутильных колебаний. По конструкции это два диска и соединяющий их упругий материал (резина, силиконовая жидкость, пружина), который поглощает вибрации вала за счет внутреннего трения.
Диагностика коленчатого вала двигателя
Цель задания. Изучить устройство и способы измерения деталей сопряжения коленчатый вал — подшипники. Иметь представление о величинах изменения структурных параметров кривошипно-шатунного механизма в процессе эксплуатации автомобиля. После проведения дефектации коленчатого вала, принять решение о целесообразности ремонта коленчатого вала. Сделать выбор отремонтировать или купить коленчатый вал.
Необходимое оборудование. Двигатели ГАЗ-53 (ЗИЛ-130), бывшие в эксплуатации (требующие ремонта), без навесного оборудования и со снятыми поддоном картера и масляным насосом; стенды поворотные для двигателей; инструмент для разборочно-сборочных работ: ключи гаечные 12, 14, 17 и 24 мм; ключи торцевые 12, 15, 17, 19 и 22 мм; плоскогубцы, молоток, отвертка; измерительный инструмент; щупы пластинчатые, микрометры 50—75 мм; призмы для установки коленчатых валов; динамометрическая рукоятка и рукоятка для проворачивания коленчатого вала; шпилька для снятия и установки вкладышей подшипников; плакаты и схемы, иллюстрирующие устройство кривошипно-шатунного механизма и приемы измерения размеров шеек коленчатого вала, зазоров в сопряжениях шейки коленчатого вала — подшипники; справочные материалы; обтирочный материал.
Последовательность выполнения диагностики коленчатого вала двигателя.
1. Установить коленчатый вал на призмы, отсоединить шатуны и протереть шейки.
2. Определить величину и характер износа шатунных и коренных шеек по указанию преподавателя.
Шатунные и коренные шейки коленчатых валов измеряют микрометром в двух плоскостях и двух сечениях. Одна плоскость берется по оси колена, а другая — перпендикулярно ей, как показано на рис. 2. Сечения выбирают на расстоянии 5—6 мм от галтелей. Каждое измерение выполняют два-три раза, и средний результат заносят в табл. 4.
При измерении микрометр удобнее держать левой рукой, а правой поворачивать его головку до момента действия трещотки. Мерительные поверхности пятки и шпинделя микрометра должны не туго проходить по поверхности шейки вала, а лишь слегка «закусывать» ее.
Конусность шейки определяется как разность ее диаметров, измеряемых в разных сечениях, но в одной плоскости. Овальность шейки — разность диаметров, измеренных в данном сечении, но в разных плоскостях.
Результаты измерений шеек коленчатого вала записать в табл. 4.
3. Определить величину зазора в сопряжении шатунная шейка — подшипник с помощью пластинок из фольги. Для измерения величины зазора следует пластинку вначале смазать маслом и поместить ее между шейкой вала и одной из половинок вкладыша подшипника, После этого крышку подшипника затягивают динамометрическим ключом с усилием 7—8 кгс. Удерживая в призмах коленчатый вал, проворачивают шатун вокруг шейки. Толщина пластинки (пластинок), при которой ощущается значительное сопротивление вращению шатуна на шейке коленчатого вала, будет соответствовать величине зазора в этом сопряжении.
Указанный зазор определяют при эксплуатации и ремонте двигателя с помощью пластинок из фольги на собранном кривошипно-шатунном механизме, при этом крышки всех других подшипников (коренных и шатунных) должны быть ослаблены, а коленчатый вал провертывается пусковой рукояткой.
4. Дать заключение о техническом состоянии коленчатого вала, сравнив полученные замеры с предельно допустимыми.
Если вы тщательно провели дефектацию коленчатого вала, можно сделать выбор метода выосстановления коленчатого вала в данном случае.
При сгорании топлива поршень направляется прямо вниз по цилиндру, задача коленчатого вала - преобразовать это прямолинейное движение во вращение - в основном, качаясь и толкая поршень обратно вверх по цилиндру.
Терминология коленчатого вала довольно специализированная, поэтому начнем с наименования нескольких деталей. А журнал часть вала, которая вращается внутри подшипника. Как видно выше, на коленчатом валу есть два типа шейки - шейки коренных подшипников образуют ось вращения коленчатого вала, а Шатунные шейки закреплены на концах шатунов, которые подходят к поршням.
Для большей путаницы шатунные шейки сокращенно обозначаются шатунными шейками и также обычно называются шатунные шейки , или журналы с большим концом . Шатунные шейки соединены с коренными шейками полотна .
Расстояние между центром коренной шейки и центром шейки коленчатого вала называется радиус кривошипа , также называемый рукоятка . Это измерение определяет диапазон хода поршня при вращении коленчатого вала — это расстояние от верха до низа известно как ход . Ход поршня будет в два раза больше радиуса кривошипа.
Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера и заканчивается Фланец маховика . Этот прецизионно обработанный фланец крепится болтами к маховик , чья большая масса помогает сгладить пульсацию поршней, срабатывающих в разное время. Через маховик вращение пробивается, через трансмиссию и бортовую передачу к колесам. В автомате коленчатый вал крепится болтами. зубчатый венец , который несет гидротрансформатор, передавая привод в автоматическую коробку передач. По сути, это выходная мощность двигателя, и мощность передается туда, где она необходима: к гребным винтам лодок и самолетов, индукционным катушкам генераторов и к опорным колесам транспортных средств.
Передний конец коленчатого вала, иногда называемый носовой частью, представляет собой вал, выходящий за пределы картера. Этот вал будет соединен с зубчатой шестерней, которая приводит в движение клапанный механизм через зубчатый ремень или цепь [или, в высокотехнологичных приложениях, с зубчатыми передачами], и со шкивом, который передает мощность через приводной ремень на аксессуары, такие как генератор переменного тока и водяной насос. .
шейки коренных подшипников , или просто коренные шейки зажаты в блоке двигателя и вокруг этих шеек двигатель вращается. Все шейки коленчатого вала будут идеально гладкими и круглыми и часто закалены. Коренные шейки закреплены в седлах, в которых сменный вкладыш подшипника будет сидеть. Подшипник мягче шейки, его можно заменять по мере износа, он предназначен для поглощения небольшого количества загрязняющих веществ, если таковые имеются, чтобы не повредить коленчатый вал. А крышка коренного подшипника затем прикручивается к цапфе и затягивается с точным крутящим моментом.
[Схема коренных шеек с подшипниками и отверстиями]
Шейки работают на масляной пленке, которая нагнетается в пространство между шейкой и подшипником через отверстие в седле коленчатого вала и соответствующее отверстие во вкладыше подшипника. При правильном давлении масла и подаче масла шейка и подшипник не должны соприкасаться.
Шатунные шейки смещены от оси вращения и прикреплены к большие концы шатунов поршней. Как ни странно, их также обычно называют шатунные шейки или шатунные шейки . Подача масла под давлением осуществляется через наклонный масляный канал, просверленный из главной шейки.
В некоторых шатунах просверлены масляные каналы, позволяющие распылять масло на стенку цилиндра. В этом случае подшипники скольжения шатуна будут иметь канавку для подачи масла в шатун.
Контакт металла с металлом является врагом эффективного двигателя, поэтому коренные шейки и шатунные шейки движутся по масляной пленке, которая остается на поверхности подшипника.
Подача масла в подшипник коренной шейки проста: масляные каналы от блока цилиндров ведут к каждой опоре коленчатого вала, а соответствующее отверстие в вкладыше подшипника позволяет этому маслу достигать шейки.
Подшипники скольжения шатуна требуют такой же смазки, но они вращаются вокруг коленчатого вала со смещением. Для подачи масла к этим подшипникам внутри коленчатого вала проходят масляные каналы - через коренную шейку, по диагонали через перемычку и наружу через отверстия в шатунных шейках. Канавка в коренном шатунном подшипнике позволяет маслу постоянно нагнетаться по каналу к шатунным шейкам, чему способствует отбрасывание наружу под действием центробежной силы вращающегося коленчатого вала.
Зазоры между шейками и подшипниками являются основным источником давления масла в двигателе. Если зазоры слишком большие, то масло вытекает свободно, и давление не поддерживается. Слишком малые зазоры приведут к высокому давлению масла и риску контакта металла с металлом. Поэтому важно, чтобы зазор между подшипниками и шейками измерялся при восстановлении двигателя.
Коленчатый вал подвергается сильным вращательным усилиям, а масса шатуна и поршня, движущиеся вверх и вниз, создают значительную силу. Противовесы отлиты как часть коленчатого вала, чтобы уравновесить эти силы. Эти противовесы обеспечивают более плавную работу двигателя и более высокие обороты.
Коленчатый вал будет отбалансирован на заводе. В этом процессе маховик крепится, и вся сборка вращается на машине, которая измеряет, где она разбалансирована. Балансировочные отверстия просверлены в противовесах для уменьшения веса. Если необходимо добавить вес, просверливается отверстие, а затем заполняется тяжелым металлом или меллори. Это повторяется до тех пор, пока коленчатый вал не будет отбалансирован.
В какой-то момент по его длине будут установлены две или более упорных шайб, чтобы предотвратить продольное перемещение коленчатого вала. На изображенном коленчатом валу с обеих сторон центральной шейки установлены упорные шайбы. Эти упорные шайбы располагаются между обработанными поверхностями в перемычке и седлом коленчатого вала, сохраняя указанный небольшой зазор и сводя к минимуму боковое перемещение, доступное коленчатому валу. Расстояние, на которое коленчатый вал может перемещаться из конца в конец, называется его осевым люфтом, и допустимый диапазон будет указан в руководствах по обслуживанию.
В некоторых двигателях эти упорные шайбы являются частью коренных подшипников, в других, как правило, более старых типов, используются отдельные шайбы.
Оба конца коленчатого вала выходят за пределы картера, поэтому необходимо предусмотреть какой-либо метод предотвращения утечки масла через эти отверстия. Это работа двух основных сальников, одного спереди и одного сзади.
задний главный сальник устанавливается между задней коренной шейкой и маховиком. Обычно это манжетное уплотнение из синтетического каучука. Уплотнение запрессовано в углубление между блоком двигателя и масляным поддоном. Уплотнение имеет фигурную кромку, которая плотно прилегает к коленчатому валу с помощью пружины, называемой стягивающей пружиной.
Вышедший из строя сальник представляет собой серьезную проблему, поскольку он примыкает к коренным шейкам, которые получают и нуждаются в хорошей подаче масла под давлением. В сочетании с пробуксовкой коленчатого вала это приводит к быстрой потере моторного масла через любое нарушение сальника.
Сальник передний похож на задний, хотя его выход из строя менее катастрофичен и доступ к нему легче. Передний сальник будет за шкивами и зубчатым колесом.
Сальник сам по себе является дешевой деталью, но доступ к нему требует больших усилий по снятию коробки передач, сцепления, маховика и, возможно, коленчатого вала. Поэтому рекомендуется заменять сальники каждый раз, когда двигатель разобран и детали доступны.
Основной коленчатый вал, показанный выше, взят от рядного 4-цилиндрового двигателя. Другие конструкции коленчатого вала будут зависеть от компоновки двигателя. Более подробно эта тема раскрыта в статье о компоновке двигателя. Но следует отметить, что в V-образных и W-образных двигателях два шатуна могут иметь одну шатунную шейку. Некоторые типичные компоновки коленчатого вала показаны ниже.
Коленчатый вал V6 несколько специфичен, потому что он требует разделения шатунных шеек для поддержания равномерного интервала зажигания. Это требует разделения или расширения шатунных шеек, что известно как шплинт или раздельный журнал дизайн.
Коленчатый вал, будучи очень прочным, является надежным компонентом, и отказы коленчатого вала случаются редко, если только двигатель не работает в экстремальных условиях.
Без достаточного давления масла шейки коленчатого вала будут соприкасаться с поверхностями подшипников, постепенно увеличивая зазор и ухудшая давление масла. В крайних случаях это может привести к разрушению подшипников и серьезному повреждению двигателя. Если цапфы изношены до предельного срока службы или перестали быть идеально круглыми, их необходимо отшлифовать, как описано ниже.
Постоянные нагрузки на коленчатый вал могут привести к усталостным изломам, обычно возникающим на галтели, где шейки соединяются со стенкой. Гладкий радиус этого скругления имеет решающее значение, чтобы избежать слабых мест, ведущих к усталостным трещинам. Коленчатый вал можно осмотреть на наличие трещин с помощью магнитофлюсовая .
Журналы изнашиваются со временем. Они могут иметь шероховатую поверхность, стать некруглыми или сужающимися. В этих случаях их поверхность можно восстановить в процессе, называемом шлифованием коленчатого вала. Когда коленчатый вал шлифуется, его шейки уменьшаются в диаметре, поэтому необходимо будет установить более крупные и толстые подшипники.
Объем цилиндра можно увеличить за счет увеличения хода поршня. Ход двигателя определяется радиусом кривошипа, являющимся расстоянием шатунных шеек от коренных шеек. Коленчатый вал с большим радиусом кривошипа будет производить более длинный ход и больший объем цилиндра - это известно как коленчатый вал с ударником. Более короткие шатуны потребуются при установке шатунов. В противном случае поршни могут перемещаться в цилиндре слишком высоко, вызывая неприемлемо более высокое сжатие или удары о крышу цилиндра.
Коленчатые валы Stroker для часто модифицируемых двигателей продаются в комплекте с более короткими шатунами и поршнями. Строкерный комплект для 1,8-литрового двигателя Mazda MX5 Miata может преобразовать его в 2-литровый двигатель по цене около 5500 долларов.
Альтернативой установке коленчатого вала с подвижным механизмом является шлифовка шатунных шеек до меньшего размера со смещением, что приводит к смещению центра шейки от осевой линии коленчатого вала. Это показано выше.
Видно, что за счет перемещения центра шатунной шейки радиус кривошипа увеличился, что привело к увеличению хода. Это специальная обработка, и увеличение хода, которое может быть достигнуто, будет зависеть от толщины шеек.
В большинстве промышленных двигателей используется чугунный коленчатый вал, который изготавливается путем заливки расплавленного чугуна в форму. Кованые коленчатые валы используются в некоторых высокопроизводительных двигателях. Кованый коленчатый вал изготавливается путем нагревания стального блока до красна, а затем с использованием чрезвычайно высокого давления для придания ему формы.
После ковки или литья коленчатого вала его шейки и опорные поверхности идеально гладкие. Пробуриваются нефтяные каналы или масляные каналы. Серийные двигатели, как правило, оставляют перемычки с их первоначальной черновой отделкой отливки, но двигатели с высокими характеристиками подвергают механической обработке каждую часть коленчатого вала, чтобы уменьшить масляное сопротивление.
Шейки должны быть тверже, чем их подшипники, чтобы обеспечить износ сменных подшипников, а не коленчатого вала, который должен сохраняться в течение всего срока службы двигателя. Производственный процесс будет включать закалку этих областей посредством азотирования или термической обработки.
Чрезвычайно высокопроизводительные коленчатые валы, изготовленные по индивидуальному заказу, изготавливаются из блока твердого материала, в результате чего получается цельный коленчатый вал. Изготовление коленчатого вала в единственном экземпляре с помощью этого процесса будет стоить как минимум около 3000 долларов, поэтому он зарезервирован для гоночных соревнований и ситуаций восстановления.
Масляная пленка между шейками коленчатого вала
и нагруженной частью коренных и шатунных подшипников имеет толщину всего около
.00005 дюйма при работающем двигателе. Если шейки
слишком шероховатые или имеют заусенцы, частицы или другие мусора, который прилипает к поверхности
, он может истирать подшипники и увеличивать
износ подшипников и опасность заклинивания подшипников.
Чугунные кривошипы обычно содержат около 4% углерода
. Углерод образует небольшие узелки графита, окруженные относительно мягкой формой железа, называемой «ферритом».
Когда шейки коленчатого вала отшлифованы и отполированы, феррит
вокруг графитовых узелков образует небольшие заусенцы или неровные выступы
, которые выступают над поверхностью. Высота этих заусенцев может достигать 0,00035 дюйма, чего более чем достаточно, чтобы прорезать 90 мм.0201 масляную пленку и вкопать в подшипники.
Ферритовые борфрезы создают пилообразную поверхность
на направленной поверхности, обычно обращенной в сторону, противоположную
направлению, в котором шейка шлифовалась или полировалась. Если острые кромки
обращены в сторону от направления, в котором обычно вращается коленчатый вал,
говорят, что это «благоприятная» ориентация, поскольку заусенцы
с меньшей вероятностью впиваются в подшипники. С другой стороны,
, если острые кромки направлены в одном направлении вращения,
это "неблагоприятная" ориентация и гораздо больше
может вызвать проблемы.
Хитрость, конечно, заключается в том, чтобы выяснить, какой способ
есть какой, то есть, каким способом шлифовать кривошип и каким способом
его полировать, чтобы добиться правильной ориентации ферритовых заусенцев
.
Конечной целью при полировке шеек коленчатого вала
является получение относительно плоской и гладкой поверхности
(средняя шероховатость 10 микродюймов или менее) с большим количеством
опорная поверхность для поддержки масляной пленки. Но также важно
ориентировать оставшиеся ферритовые заусенцы в благоприятном направлении
, чтобы они оказывали меньшее абразивное воздействие на подшипники.
При использовании кривошипов из кованой стали не нужно беспокоиться о графитовых
узелках или ферритах, поэтому нет необходимости шлифовать
кривошип в одном направлении, а затем полировать его в противоположном направлении.
Тем не менее, для достижения наилучших результатов рекомендуется полировать стальной кривошип
в том же направлении, в котором он вращается.
Методы полировки
Одним из способов достижения оптимальной чистоты поверхности
на шейках чугунного кривошипа является шлифовка шеек коленчатого вала
в направлении, противоположном его обычному вращению в двигателе
, а затем полировка в том же направление вращения в двигателе
. Это оставит благоприятную поверхность с острыми краями
ферритовых заусенцев, обращенными назад. Полировка кривошипа
в противоположном направлении, в котором он был отшлифован, также сломает больше 9Ферритовые борфрезы 0201 оставляют более чистую и гладкую поверхность.
По словам Стива Блегги, менеджера по продажам компании
Abrasive Accessories, Inc., Фриско, штат Техас, обычно используется полировальная лента с абразивом
№ 320 или № 400 в зависимости от требований к чистоте поверхности
. Наиболее популярными размерами
являются ленты размером 1 x 64 дюйма и 1 x 72 дюйма.
Ян Бэгнолл, менеджер по продажам RMC Rogers Machine
Co., Бэй-Сити, Мичиган, говорит, что большинство автомобильных коленчатых валов обычно вращаются на
по часовой стрелке в двигателе. Некоторые морские и промышленные двигатели вращают
против часовой стрелки, поэтому первое, что вам нужно определить, это
, в какую сторону обычно вращается кривошип, прежде чем закрепить его в
шлифовальном станке или полировальном стенде.
«Большинство станков для шлифовки коленчатых валов и стендов для полировки
вращают коленчатый вал по направлению к оператору (по часовой стрелке, если смотреть на
с левого конца станка, и против часовой стрелки, если смотреть на
с правого конца)», — говорит Бэгналл.
"Если кривошип установлен носом
вправо, кривошип будет вращаться против часовой стрелки
в машине, что противоположно его нормальному направлению вращения
в двигателе. Если коленчатый вал установлен в шлифовальном станке или полировальном стенде
носиком влево, то, с другой стороны,
он будет вращаться в том же направлении, что и в двигателе».
неблагоприятная ориентация при шлифовании и благоприятная ориентация
при полировке?Бэгнолл говорит, что шлифовальный круг на большинстве кривошипов
шлифовальные станки также вращаются против часовой стрелки, поэтому искры и мусор
отбрасываются вниз при чистовой обработке шеек.
Это оставит ферритовые заусенцы, которые ориентированы
в неблагоприятном направлении на шейках, если кривошип, который обычно
вращается по часовой стрелке в двигателе, установлен носовой частью
вправо. Если кривошип установлен носом влево, операция шлифования
оставит ферритовые заусенцы с благоприятной ориентацией
и снизит эффективность этапа полировки.
Для получения наилучшей отделки коленчатый вал
необходимо перевернуть после того, как он был отшлифован, так, чтобы передняя часть
находилась слева для полировки. Это необходимо, потому что абразивная
поверхность полировальной ленты, которая перемещается по шейке
кривошипа, отходит от оператора и отбрасывает пыль и мусор назад
и в сторону.
Однако, если коленчатый вал установлен носовой частью
вправо и вращается в оборудовании против часовой стрелки,
ремень будет полироваться в том же направлении, что и кривошип
земля. Это снизит эффективность этапа полировки
и оставит неблагоприятную ориентацию оставшихся ферритовых заусенцев
. Поворот кривошипа так, чтобы передняя часть была влево для полировки
, удалит больше заусенцев и оставит благоприятную ориентацию
, которая является лучшей обработкой поверхности для подшипников.
Не все согласны с этой рекомендацией.
Некоторые говорят, что они достигли хороших результатов независимо от того, каким образом
кривошип был установлен, отшлифован и отполирован. Некоторые ремонтники говорят
они шлифовали и полировали коленчатые валы в обоих направлениях с
без плохих результатов. Если поверхность вала достаточно гладкая, вращение
, при котором он шлифуется, не должно иметь значения. Тем не менее, микроскопическое
исследование отделки поверхности обычно показывает, что наилучшая отделка
чугунного коленчатого вала достигается при неблагоприятной шлифовке
и благоприятной полировке.
Почему бы просто не установить кривошип в шлифовальный станок
носиком влево как для шлифовки, так и для полировки? это 9Подход 0201 экономит время, поскольку вам не нужно перемещать кривошип
после шлифовки, но он оставляет благоприятную ориентацию ферритовых заусенцев
, что снижает эффективность операции полировки
.
Альтернативным методом является использование двухэтапной процедуры полировки
. Хотя все производители подшипников не согласны с процедурами полировки, Рон Томпсон, инженер по подшипникам
в Federal-Mogul Corp. , Детройт, штат Мичиган, говорит, что неправильная обработка коленчатого вала
может быть особенно вредной для подшипников. При использовании ленточной полировки
, он рекомендует полировать шейки в неблагоприятном направлении
(противоположном направлению вращения) лентой № 280 с зернистостью
, а затем обрабатывать шейки в благоприятном направлении (то же направление
, что и вращение) лентой № 320.
Полировка лентой
Еще один способ полировки шатунных шеек после шлифовки
— использование оборудования, в котором используется лента для микрофинишной обработки
, а не абразивная лента. Этот тип оборудования работает иначе
, чем шлифовальный станок. Вместо трения вращающейся абразивной ленты
о вращающуюся шейку, абразивная лента остается неподвижной
и прижимается к шейке при вращении кривошипа.
Лента соприкасается в четырех точках, что, по словам поставщиков этого типа оборудования, обеспечивает более равномерную
и однородную полировку поверхности, хотя внешний вид может быть несколько
более тусклым, чем то, что многие люди привыкли видеть. Затем лента
продвигается примерно на дюйм для следующего журнала и так далее, пока все
журналы отшлифованы. С лентой
также используется смазка, помогающая смыть мусор.
По сравнению с полировкой лентой, которая может удалить от
от 0,0002 дюйма до 0,0005 дюйма или более дюймов металла с цапфы
в зависимости от зернистости ленты, длины полировки и давления, прилагаемого
оператором, полировка лентой практически не удаляет металл . Абразив
на ленте очень мелкий. Ленточный абразив 15 микрон похож на ленточную зернистость
#600. Полировка чугунного кривошипа шлифовкой
отделка 12 RA в течение 15 секунд с лентой 15 микрон, например,
может улучшить отделку до 7 RA или выше.
Одно из заявленных преимуществ полировочной ленты
заключается в том, что она снижает риск ошибки оператора. Давление, оказываемое
лентой на кривошип, фиксировано и не зависит от того, насколько сильно
оператор нажимает на рукоятку.
Еще одно предполагаемое преимущество — более стабильные результаты
. Режущее действие полировальной ленты изменяется по мере ее
носит. Новый ремень режет агрессивнее, чем бывший в употреблении. Лента
каждый раз полируется одинаково. Лента
также стоит меньше при длительных перевозках, чем ремни
. Рулон ленты стоит около 33 долларов и обычно обеспечивает около 90 201 200 оборотов, если лента продвигается примерно на полдюйма на шейку.
Но первоначальные инвестиции в оборудование для полировки лент намного
выше, чем в традиционное оборудование для полировки лент.
Полировальные машины с ручным ремнем обычно стоят от 500 до
700 долларов США в зависимости от того, работает ли полировальная машина с пневматическим или электрическим приводом. Ремень 9Полировальные стенды 0201 обычно продаются по цене от 2000 до 2600 долларов США, в зависимости от размера кривошипа
, который может вместить стенд.
Оборудование для полировки ленты, для сравнения,
может стоить от 13 000 долларов США для полировального станка вторичного рынка до 50 000 долларов США или
больше для устройства типа OEM. Таким образом, обычно требуется большое количество кривошипов
, чтобы оправдать инвестиции в полировальную машину для ленты.
Кен Бартон из QPAC Corp., Лансинг, Мичиган, говорит, что
его компания поставляет оригинальное оборудование производителям автомобилей
с полировальной лентой. «Сегодня OEM-производители используют ленту для полировки практически 90 201 всех коленчатых валов, — сказал Бартон. «Обычно они
шлифуют новый кривошип до 25–30 RA, а затем полируют его, чтобы закончить спецификации
, которые могут составлять от 8 до 12 RA для автомобильного коленчатого вала или от 5 до 7
RA для дизельного коленчатого вала».
Бартон говорит, что наилучшие результаты при полировке лентой
достигаются, когда кривошип шлифуется так же, как он вращается в двигателе
, а затем полируется таким же образом. Он говорит, что это дает больше 9Срок службы ленты 0201, а также благоприятная отделка.
Марк Джелтема, специалист по продуктам и поставщик
технической поддержки в K-Line Industries, Голландия, Мичиган (K-line имеет
эксклюзивное соглашение с QPAC на поставку технологии полировки ленты
на послепродажный рынок), также говорит лучшее результаты
достигаются при вращении кривошипа в том же направлении, в котором он обычно
вращается в двигателе, когда он полируется лентой.
"Наша машина реверсивная, а нос
обычно крепится слева», — объяснила Джелтема. «Этот
оставляет благоприятную поверхность с полировкой цапфы в диапазоне от 3 до
6 микрон с 30-секундной полировкой с использованием 15-микронной ленты». Том Бэгли из Grooms Engines, Parts, Machining,
Inc., Нэшвилл, Теннесси, говорит, что его компания недавно приобрела бывшую в употреблении машину для полировки ленты OEM
. «Это машина
колебательного типа, в которой используется 30-микронная лента», — пояснил он. Мы
запускаем ленту на 10 секунд на каждую шейку с поворотом кривошипа на
сначала в одну сторону, затем в другую, последняя в благоприятном направлении
. Это дает нам очень стабильные результаты в диапазоне от 6 до 9
RA».
Бэгли говорит, что использует оборудование для полировки ленты
как на чугунных, так и на стальных кривошипах. «По сравнению с ленточной полировальной машиной,
требует немного больше времени для очистки
Бэгли сказал, что ранее он использовал двухэтапную процедуру полировки
с помощью ленточного полировального станка. шаг
, но мы по-прежнему используем другую обработку поверхности шеек
, которые прилегают к сальникам, — сказал он. — Мы используем 40-микронную ленту
, которая оставляет поверхность от 14 до 18 RA. Мы считаем, что это помогает лучше удерживать
масло для обеспечения хорошего уплотнения, чем тщательно отполированная поверхность». «Лента не может
проворачивать 80 коленчатых валов в день и медленнее, чем ремни, но мы стабильно
, с лентой 3M 30
микрон, обеспечивающей чистоту шейки в диапазоне от 7 до 8 RA», — сказал Шмидт.
Подводные камни при полировке
Иногда при полировке коленчатого вала ремнем
допускают чрезмерную полировку шеек. Пытается ли оператор
добиться яркого хромированного внешнего вида
или пытается убрать чрезмерную шероховатость, оставшуюся после операции
шлифовки, чрезмерная полировка может создать «эффект ореола»
вокруг смазочных отверстий. Созданные углубления уменьшат
и прочность масляной пленки, что может привести к преждевременному выходу из строя подшипника
.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
