Чи знаєте ви, що колінчастий вал є серцем двигуна?

Колінчастий вал є однією з найбільш типових і важливих частин двигуна. Його функція полягає в тому, щоб перетворювати тиск газу, що передається від поршня та шатуна, у крутний момент, видавати роботу як потужність, приводити в рух інші робочі механізми та приводити в роботу допоміжне обладнання двигуна внутрішнього згоряння. Це означає сильне прискорення та уповільнення, що супроводжується високою деформацією вигину, високим крутним моментом і вібраційними ударами, що призводить до дуже високих і змінних напруг. Такі екстремальні навантаження вимагають ретельного проектування та розрахунку, вибору відповідних матеріалів і методів серійної обробки. Ці напруги зосереджені на радіусі зосередження між опорною цапфою та перетинкою балансира, а також на масляному отворі, тому необхідно приділити особливу увагу обробці цих місць.

Будова і матеріал колінчастого вала

Колінчастий вал — це тонкий стрижень, який в основному складається з головної шийки, шийки шатуна, шийки масляного ущільнення та зубчастої шийки. У головній шийці та шийці шатуна є масляні отвори, а на обох кінцях передбачені різьбові отвори.

За будовою двигуна до колінчастого вала в основному відносяться рядні та V-подібні колінчасті вали. На малюнку вище зображено рядний колінчастий вал. Головна шийка використовується для підтримки всього колінчастого вала. Шийка шатуна з’єднана з шатуном, приводячи поршень шатуна в зворотно-поступальний рух вгору і вниз відповідно до робочого стану двигуна.

Зазвичай використовувані матеріали для колінчастих валів включають ковкий чавун і леговану сталь. Для колінчастих валів бензинових двигунів і невеликих колінчастих валів дизельних двигунів, через їх малу потужність, заготовки колінчастого вала, як правило, виготовляються з ковкого чавуну та високоякісної вуглецевої сталі. Загальні матеріали включають QT700-2, сталь 45 тощо; Колінчасті вали дизельних двигунів середнього та важкого режимів зазвичай виготовляються з легованої сталі, зазвичай використовуються такі матеріали: 48MnV, 35CrMo тощо.

Колінчастий вал є важливою складовою двигуна. Через складну конструкцію, низьку жорсткість і високі технічні вимоги процес обробки складний, а якість обробки безпосередньо впливає на технічні характеристики та термін служби двигуна. Крім того, як струнка частина стрижня, вона надзвичайно схильна до деформації під час обробки, що вимагає, щоб при проектуванні процесу обробки колінчастий вал повинен повністю враховувати план обробки.