Arborele cotit - baza unui motor cu piston
Desigur, toată lumea a auzit de arborele cotit. Dar, probabil, nu orice șofer înțelege clar ce este și pentru ce este. Și unii nici nu știu cu adevărat cum arată și unde este. Între timp, aceasta este cea mai importantă parte, fără de care funcționarea normală a unui motor cu ardere internă cu piston (ICE) este imposibilă.
Trebuie remarcat că această piesă este destul de grea și costisitoare, iar înlocuirea ei este o afacere foarte supărătoare. Prin urmare, inginerii nu încetează să încerce să creeze motoare alternative ușoare cu ardere internă, în care să se facă fără arbore cotit. Cu toate acestea, opțiunile existente, de exemplu, motorul Frolov, sunt încă prea brute, așa că este prea devreme să vorbim despre utilizarea efectivă a unei astfel de unități.
Numire
Arborele cotit este o parte integrantă a ansamblului cheie al motorului cu ardere internă - mecanismul manivelei (KShM). Mecanismul include, de asemenea, biele și părți ale grupului cilindru-piston.
Când amestecul aer-combustibil este ars în cilindrul motorului, se formează un gaz puternic comprimat, care în timpul fazei de cursă de putere împinge pistonul în punctul mort inferior.
Biela este legată de piston la un capăt cu ajutorul unui bolt de piston, iar la celălalt capăt de fusul de biela al arborelui cotit. Posibilitatea de conectare cu gâtul este asigurată de o parte detașabilă a bielei, numită capac. Deoarece tija de biela este decalată față de axa longitudinală a arborelui, atunci când biela îl împinge, arborele se rotește. Se dovedește ceva care amintește de rotația pedalelor unei biciclete. Astfel, mișcarea alternativă a pistoanelor este transformată în rotație a arborelui cotit.
La un capăt al arborelui cotit - tija - este montat un volant, împotriva căruia este apăsat. Prin intermediul acestuia, cuplul este transmis arborelui de intrare al cutiei de viteze și apoi prin transmisie către roți. În plus, volantul masiv, datorită inerției sale, asigură o rotație uniformă a arborelui cotit în intervalele dintre cursele de lucru ale pistoanelor.
La celălalt capăt al arborelui - se numește vârful de la picior - se plasează un angrenaj pentru, prin care rotația este transmisă arborelui cu came și care, la rândul său, controlează funcționarea mecanismului de distribuție a gazului. Aceeași acționare în multe cazuri pornește și pompa de apă. Aici sunt de obicei scripetele pentru acționarea unităților auxiliare - pompă de servodirecție (), generator, aer condiționat.
desen
Fiecare arbore cotit specific poate avea propriile caracteristici de design. Cu toate acestea, se pot distinge elemente comune tuturor.
Acele secțiuni care se află pe axa longitudinală principală a arborelui se numesc suporturi principale (10). Arborele cotit se sprijină pe ele atunci când este instalat în carterul motorului. Pentru montaj se folosesc lagăre lipite (căptușeli).
Coloanele de biele (6) sunt paralele cu axa principală, dar decalate față de aceasta. În timp ce rotația manetelor principale are loc strict de-a lungul axei principale, manivelele se deplasează într-un cerc. Aceștia sunt aceiași genunchi, datorită cărora piesa și-a primit numele. Acestea servesc la conectarea bielelor și prin ele primesc mișcările alternative ale pistoanelor. Lagărele lipite sunt de asemenea folosite aici. Numărul de pivot de biele este egal cu numărul de cilindri din motor. Deși la motoarele în formă de V, două biele se sprijină adesea pe un singur fust principal.
Pentru a compensa forțele centrifuge generate de rotația manivelelor, acestea au în majoritatea cazurilor, deși nu întotdeauna, contragreutăți (4 și 9). Ele pot fi amplasate pe ambele părți ale gâtului sau doar pe una. Prezența contragreutăților evită deformarea arborelui, ceea ce poate cauza funcționarea incorectă a motorului. Există cazuri frecvente când îndoirea arborelui cotit duce chiar la blocarea acestuia.
Așa-numiții obraji (5) conectează suporturile principale și bielele. Ele acționează și ca contragreutăți suplimentare. Cu cât înălțimea obrajilor este mai mare, cu atât mai departe de axa principală sunt suporturile bielei și, prin urmare, cu atât cuplul este mai mare, dar cu atât viteza maximă pe care motorul este capabil să o dezvolte este mai mică.
Există o flanșă (7) pe tija arborelui cotit de care este atașat volantul.
La capătul opus se află un scaun (2) pentru angrenajul de antrenare a arborelui cu came (curea de distribuție).
În unele cazuri, la un capăt al arborelui cotit există un angrenaj gata făcut pentru acționarea unităților auxiliare.
Arborele cotit este montat în carterul motorului pe suprafețele de așezare folosind rulmenți principali, care sunt fixați de sus cu capace. Inelele de împingere din apropierea jurnalelor principale nu permit arborelui să se miște de-a lungul axei sale. Din partea degetului și a tijei arborelui din carter există garnituri de ulei.
Pentru a furniza lubrifiant la suporturile principale și bielele, acestea au găuri speciale pentru ulei. Prin aceste canale se ung așa-numitele căptușeli (lagăre de alunecare), care sunt așezate pe gât.
Producere
Pentru fabricarea arborilor cotiți se folosesc clase de oțel de înaltă rezistență și tipuri speciale de fontă cu adaos de magneziu. Arborele din oțel sunt de obicei produse prin ștanțare (forjare) urmată de tratament termic și mecanic. Pentru a asigura alimentarea cu lubrifiant, sunt forate canale speciale de ulei. În etapa finală a producției, piesa este echilibrată dinamic pentru a compensa momentele centrifuge care apar în timpul rotației. Arborele este echilibrat și astfel vibrațiile și bătăile sunt excluse în timpul rotației.
Produsele din fontă sunt realizate prin turnare de înaltă precizie. Arborele din fontă sunt mai ieftine, iar această metodă de producție facilitează crearea de găuri și cavități interne.
În unele cazuri, arborele cotit poate avea un design pliabil și constă din mai multe părți, dar astfel de piese nu sunt practic utilizate în industria auto, cu excepția motocicletelor.
Ce probleme pot apărea cu arborele cotit
Arborele cotit este una dintre cele mai solicitate părți ale unei mașini. Încărcările sunt în principal de natură mecanică și termică. În plus, substanțele agresive, cum ar fi gazele de eșapament, au un efect negativ. Prin urmare, chiar și în ciuda rezistenței ridicate a metalului din care sunt fabricați arborii cotiți, aceștia sunt supuși uzurii naturale.
Uzura crescută este facilitată de abuzul de turații mari ale motorului, utilizarea de lubrifianți nepotriviți și, în general, neglijarea regulilor de funcționare tehnică.
Garniturile (în special lagărele principale), biela și suporturile principale se uzează. Este posibil să îndoiți arborele cu o abatere de la axă. Și deoarece toleranțele aici sunt foarte mici, chiar și o deformare ușoară poate perturba funcționarea normală a unității de putere până la blocarea arborelui cotit.
Problemele asociate cu căptușelile („lipirea” de gât și zgârieturile gâtului) reprezintă partea leului din toate defecțiunile arborelui cotit. Cel mai adesea apar din cauza lipsei de ulei. În primul rând, în astfel de cazuri, trebuie să verificați sistemul de ungere - pompă de ulei, filtru - și să schimbați uleiul.
Vibrația arborelui cotit este de obicei cauzată de un echilibru slab. O altă cauză posibilă poate fi arderea neuniformă a amestecului din cilindri.
Uneori pot apărea crăpături, care se vor termina inevitabil cu distrugerea arborelui. Acest lucru poate fi cauzat de un defect din fabrică, care este foarte rar, precum și de stresul acumulat al metalului sau dezechilibrul. Este foarte probabil ca cauza fisurilor să fie impactul pieselor de împerechere. Un arbore crăpat nu poate fi reparat.
Toate acestea trebuie luate în considerare înainte de înlocuirea sau repararea arborelui cotit. Dacă nu găsiți și eliminați cauzele problemelor, în viitorul apropiat, totul va trebui repetat din nou.
Selectare, înlocuire, reparare
Pentru a obține arborele cotit, trebuie să demontați motorul. Apoi sunt îndepărtate capacele rulmentului principal și bielele, precum și volantul și inelele de tracțiune. După aceea, arborele cotit este îndepărtat și se efectuează depanarea acestuia. Dacă piesa a fost reparată anterior și toate dimensiunile de reparație au fost deja selectate, atunci va trebui înlocuită. Dacă gradul de uzură permite, arborele este curățat, acordând o atenție deosebită găurilor de ulei, apoi treceți la reparație.
Uzura de pe suprafața gâtului este eliminată prin șlefuire până la o dimensiune de reparație adecvată. Acest proces este departe de a fi atât de simplu pe cât ar părea la prima vedere și necesită echipamente speciale și calificări adecvate ale maestrului.
Deși, după o astfel de prelucrare, piesa este supusă unei echilibrări redinamice obligatorii, repararea arborelui cotit este adesea limitată doar la șlefuire. Ca urmare, un arbore dezechilibrat după o astfel de reparație poate vibra, în timp ce scaunele sunt rupte, garniturile sunt slăbite. Sunt posibile și alte probleme, care în cele din urmă duc la un consum excesiv de combustibil, o scădere a puterii și o funcționare instabilă a unității în anumite moduri.
Nu este neobișnuit ca un arbore îndoit să fie îndreptat, dar experții sunt reticenți în a întreprinde această lucrare. Îndreptarea și echilibrarea este un proces foarte laborios și costisitor. În plus, editarea arborelui cotit este asociată cu riscul de fractură. Prin urmare, în majoritatea cazurilor, un arbore cotit deformat este mai ușor și mai ieftin de înlocuit cu unul nou.
La înlocuire, trebuie să instalați exact aceeași piesă sau un analog acceptabil, altfel probleme noi nu pot fi evitate.
Achiziționarea unui arbore cotit uzat la ieftin este un fel de porc într-o picătură, despre care nimeni nu știe ce va fi în cele din urmă. În cel mai bun caz, este oarecum uzată, în cel mai rău caz, are defecte care nu sunt vizibile pentru ochi.
Cumpărând unul nou de la un vânzător de încredere, poți fi sigur de calitatea acestuia. Magazinul online chinezesc poate oferi diverse alte componente ale mașinii dvs. la prețuri rezonabile.
Nu uitați, de asemenea, că atunci când instalați un arbore cotit nou, asigurați-vă că înlocuiți biela și rulmenții principali, precum și garniturile de ulei.
După înlocuirea arborelui cotit, motorul trebuie rulat de la două la două mii și jumătate de kilometri într-un mod blând și fără modificări bruște de viteză.
