Колінчастий вал
Колі́нчастий вал — вал (чи вузол у випадку складеного вала) складної форми, призначений для перетворення зворотно-поступального руху (наприклад, поршня) в обертальний навколо своєї осі, що має шийки, зміщені від осі обертання для кріплення шатунів, від яких сприймає зусилля і перетворює їх в крутний момент. Є складовою частиною кривошипно-шатунного механізму (КШМ).
Використання
Використовується у двигунах внутрішнього згоряння, поршневих компресорах, насосах, ковальсько-пресових машинах та ін.
Основні елементи колінчастого вала
- Корінна шийка — опора вала, що лежить в корінній вальниці, розміщеному в картері двигуна.
- Шатунна шийка — опора, за допомогою якої вал зв'язується з шатунами (для змащення шатунних вальниць є мастильні канали).
- Щоки — зв'язують корінні і шатунні шийки.
- Передня вихідна частина вала — частина вала, на якій кріпиться зубчасте колесо або шків відбору потужності для привода кулачкового вала газорозподільного механізму (ГРМ) і різних допоміжних вузлів, систем і агрегатів.
- Задня вихідна частина вала (хвостовик) — частина валу що з'єднується з маховиком або шестірнею відбору основної частини потужності.
- Противаги — забезпечують розвантаження корінних вальниць від відцентрових сил інерції першого порядку незрівноважених мас кривошипа і нижньої частини шатуна, що забезпечує плавність роботи КШМ.
Конструктивні особливості
Конструктивно колінчастий вал об'єднує кілька корінних і шатунних шийок, з'єднаних між собою щоками. Корінних шийок, як правило, на одну більше, а вал з таким компонуванням називається повноопорним. Корінні шийки мають більший діаметр, ніж шатунні шийки. Продовженням щоки в протилежному від шатунної шийки напрямку є противагою.
Шатунна шийка, яка розташована між двома щоками, називається коліном. Коліна розташовуються в залежності від числа, розташування та порядку роботи циліндрів, тактності двигуна. У поршневих машинах число колін колінчастого вала зазвичай дорівнює числу циліндрів; розташування колін залежить від робочого циклу, умов урівноваження машин і розташування циліндрів.
Колінчастий вал V-подібного двигуна виконується з видовженими шатунними шийками, на яких базується два шатуни лівого і правого рядів циліндрів. На деяких валах V-подібних двигунів спарені шатунні шийки зміщені одна відносно одної на кут 18°, що забезпечує у двигунах внутрішнього згоряння кращу рівномірність запалювання (технологія носить назву англ. split-pin).
Відбір потужності з колінчастого вала двигуна внутрішнього згоряння проводиться з заднього кінця (хвостовика), до якого кріпиться маховик. На передньому кінці колінчастого вала розташовуються посадочні місця, на яких кріпляться зубчасте колесо (зірочка) приводу вала (валів) газорозподільного механізму, шків урухомлення допоміжних агрегатів, а також у деяких конструкцій — гасильник крутильних коливань.
Матеріали для виготовлення
Колінчасті вали виготовляють з вуглецевих, хромомарганцевих, хромонікельмолібденових, та інших сталей методом кування, а також із спеціальних високоміцних чавунів методом лиття. Найбільшого застосування знаходять, сталі марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для навантажених колінчастих валів дизельних двигунів — 40ХНМА, 18ХНВА тощо.
Джерела
- Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник. — 6-те вид. — К.: Либідь, 2006. — 400 с. — ISBN 966-06-0416-5.
- Сирота В. І. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник для вузів. К.: Арістей, 2005. — 280 с. — ISBN 966-8458-45-1
- Боровських Ю. І., Буральов Ю. В., Морозов К. А. Будова автомобілів: навчальний посібник / Ю. І. Боровських, Ю. В. Буральов, К. А. Морозов. — К.: Вища школа, 1991. — 304 с. — ISBN 5-11-003669-1