Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Передача вращающего момента к колесным парам

Передача вращающего момента к колесным парам

Привод ведущих колесных пар при электрической передаче. Привод может быть индивидуальным или групповым. Тепловозы с электрической передачей в СССР и за рубежом почти исключительно имеют индивидуальный привод колесных пар, т. е. каждая колесная пара имеет отдельный тяговый электродвигатель, приводящий ее во вращение. Возможен и групповой привод: один двигатель, размещенный на тележке, приводит все ее колесные пары (мономоторная тележка). Такая схема, .которая применялась во французском локомотивостроении, имеет некоторые преимущества в отношении динамических воздействий при высокоскоростном движении, а также в использовании сцепного веса (см. ниже). При групповом приводе значительно уменьшается возможность боксования колесных пар. Однако на трехосных тележках схема с одним двигателем требует сложной системы зубчатых колес для передачи момента на колесные пары. Поэтому в отечественном тепловозостроении применяется только индивидуальный привод.

Вращающий момент от тягового электродвигателя к колесной паре при индивидуальном приводе передается при помощи одноступенчатого тягового редуктора, состоящего из цилиндрической зубчатой пары: ведущей шестерни — на валу тягового двигателя и ведомого зубчатого колеса — на оси колесной пары. В тепловозостроении зубчатая передача из-за ограниченных габаритов пространства для размещения тягового электродвигателя выполняется, как правило, односторонней, несимметричной относительно продольной оси тепловоза и поэтому состоит из прямозубых колес. (В электровозостроении применяется и двусторонняя передача — ведущие шестерни размещаются на обоих концах вала тягового двигателя. Такая схема делает передачу момента симметричной относительно продольной оси тепловоза и позволяет применять косозубые передачи, отличающиеся более плавной работой.)

При односторонней передаче неизбежны некоторые смещения осей шестерен и перекосы зубьев в зацеплении, которые приводят к их неравномерному износу. Для устранения вредного влияния перекосов у зубьев ведущей шестерни одна из сторон выполняется с небольшим скосом (на 0,20-0,24 мм). Таким образом, зубья оказываются заранее скошенными на угол 5-6′ в сторону, противоположную перекосу под нагрузкой, поэтому в процессе работы контакт между зубьями обеих шестерен становится более равномерным по их длине.

Передаточное число тягового редуктора зависит от назначения тепловоза: у грузовых и маневровых оно больше и составляет обычно 4,41 =75/17, у пассажирских меньше (например, у тепловозов ТЭП60- 2,32, у ТЭП70 — 3,12).

Подвешивание тяговых электродвигателей на тележке при индивидуальном приводе колесных пар должно обеспечить передачу вращающего момента при одновременном подрессоривании массы двигателя. Дело в том, что момент от вала двигателя к колесной паре может передаваться, только если корпус двигателя будет закреплен. Однако если закрепить корпус на раме тележки, то при ее колебаниях будет нарушаться зацепление между шестернями тягового редуктора. Поэтому корпус двигателя, связанный с рамой тележки, должен одновременно быть связанным и с колесной парой, чтобы не менялось межцентровое расстояние редуктора. Это можно обеспечить, если двигатель будет иметь с одной стороны опору на раму тележки, а с другой — на колесную пару.

Такую систему подвешивания тяговых электродвигателей (двигатель жестко опирается на ось колесной пары и через упругие звенья на раму тележки) называют опорно-осевой. При опирании двигателя на колесную пару жестко передается примерно половина его веса. Если двигатель полностью закрепить на раме тележки, получим опорно-рамное подвешивание. В этом случае тяговый привод должен быть упругим и компенсировать смещения двигателя относительно колесной пары.

Первая схема применяется на серийных грузовых и маневровых тепловозах, вторая (конструктивно более сложная) — на пассажирских и мощных грузовых (2ТЭ121) тепловозах.

Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей получило наибольшее распространение в советском тепловозостроении (тепловозы 2ТЭ10В, ТЭЗ, 2ТЭ116, ТЭМ2 и др.).

Тяговый электродвигатель 1 (рис. 11.6) имеет три опорные точки. Он опирается на специальные опорные шейки средней части оси 4 колесной пары двумя моторно-осе-выми подшипниками 15. Размещение подшипников вала тягового двигателя и оси колесной пары в одном корпусе гарантирует неизменность межцентрового расстояния зубчатой передачи 2-3 (в пределах допусков на износ подшипников).

Третья опора (подвеска к раме тележки) выполнена упругой — через пружинный комплект, состоящий из четырех пружин 7. Пружины, работающие параллельно, сжаты между двумя обоймами 6, скрепленными по концам двумя болтами 12. Пружинный комплект установлен между выступами (верхними 8 и нижними 5) литого кронштейна подвески, приваренного к раме тележки. По оси крайних пружин комплекта через отверстия в выступах и обоймах снизу вверх пропускаются два стержня 9, скрепляющие комплект с рамой. Стержни 9 предохраняются от выпадания вниз валиками 13. Предварительно сжатый болтами 12 пружинный комплект охватывается выступами 10 корпуса двигателя, и после ослабления гаек на болтах 12 до упора в шплинты пружины в распор прижимают обоймы 6 к выступам 10 (рабочие поверхности обойм усилены наваркой сменных износостойких пластин 11).

Рис. 11.6. Опорно-осевое подвешивание тягового электродвигателя

Моторно-осевые подшипники скольжения состоят каждый из двух вкладышей из свинцовистой бронзы ОЦС 4-4-17. Один вкладыш — верхний — вставляется в расточку корпуса тягового электродвигателя, второй — нижний — в «шапку» (крышку) 19, притягиваемую к корпусу болтами. Нижний вкладыш имеет прямоугольное окно для подвода смазки (осевого масла) к шейке оси.

На тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭЗ с тяговыми электродвигателями типов ЭД107 и ЭДТ200Б (соответственно) смазка шеек осуществляется контактным способом с помощью набивки из полушерстяной пряжи. Масло заливается в масляную ванну в шапке 19 через верхнюю масленку 16 в крышке. Набивка укладывается до заливки масла в следующей последовательности. Сначала непосредственно на шейку вдоль стенки полости шапки укладывается войлочная прокладка а (показана на рис. 11.6 сплошной черной линией — см. сечение Б-Б), которая предохраняет набивку от истирания и затягивания в подшипник. Затем размещают заблаговременно пропитанные маслом пять мотков полушерстяной пряжи: четыре — вдоль прокладки, а пятый, сложенный вчетверо,- на дно масляной ванны, прижимая расправленные по дну концы первых четырех мотков. Набивка, прижатая пружинной планкой 17, равномерно распределяет масло по всему окну во вкладыше. Сверху набивки укладывают слой хлопчатобумажной путанки, пропитанной в масле. Уровень смазки в подшипнике проверяется наклонным шупом через нижнюю масленку 18. Его высота (по шупу) должна быть в пределах 45-90 мм.

Средняя часть оси, между мотор-но-осевыми подшипниками, закрывается защитным кожухом.

На тяговых электродвигателях тепловозов 2ТЭ10В применена более совершенная «польстерная» смазка мо-торно-осевых подшипников. Для подачи смазки в каждом подшипнике используется пакет («польстер») 12 из двух войлочных пластин с хлопчатобумажными фитилями между ними. Пакет закреплен в коробке 11 скобой 10 (рис. 11.7).

Коробка снаружи имеет пластинчатые пружины 8, за счет упругости которых она вставлена в распор в корпус 9. Пружина 6 прижимает коробку с польстером к шейке оси. Нажатие пружины (40-60 Н) превышает сопротивление распорных пружин 8, что обеспечивает контакт польстера с шейкой. Рычаг 7 осью 1 соединен с корпусом 9, на котором укреплена и пружина 6. Корпус 9 установлен на нижней стенке шапки 5 подшипника. Уровень смазки в масляной ванне контролируется по стержню 3 поплавка 4 при открытии крышки 2 или при помощи щупа.

Тяговый редуктор огражден от внешних воздействий кожухом 14 (см. рис. 11.6). Кожух состоит ИЗ двух половин, изготовленных ИЗ листовой стали на сварке, и укрепляется на корпусе двигателя в трех точках. Нижняя часть кожуха служит емкостью для смазки (типа СТП) в количестве 3,5 л (на тепловозах 2ТЭ116 — до 5 л).

Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей отличается от опорно-осевого тем, что весь вес тягового электродвигателя передается на раму тележки. Это значительно снижает вес необрессорен-ных частей локомотива, а следовательно, его воздействие на путь. Существуют различные конструкции тягового привода при опорно-рамном подвешивании.

Рис. 11.7. Моторно-осевой подшипник с польстером Одним из распространенных является привод с помощью полого вала и шарнирной муфты. Такой привод применяется французской фирмой «Альстом», поэтому его иногда называют просто «привод типа Альстом». Такой тип привода с опорно-рамным подвешиванием применен на тепловозах ТЭП60 (рис. 11.8) и первых ТЭП70 (до № 008).

Тяговый электродвигатель 4 (см. рис. 11.8) двумя лапами 5-приливами на боковой стороне его остова — опирается на кронштейны 6, укрепленные на поперечной балке рамы тележки. На другой стороне остова двигателя в середине шестью Рис. 11.8. Схема опорно-рамного подвешивания тягового электродвигателя болтами укреплен стальной литой кронштейн 1, который опирается на кронштейн 7 на другой поперечной балке рамы тележки. Таким образом, двигатель имеет три точки опоры на раму тележки, обеспечивающих его правильную установку.

Моторно-осевые подшипники двигателя, закрепленного на раме, не опираются на ось 2, а поддерживают полый вал 3 — цилиндрическую гильзу наружным диаметром 315 мм, на которой укреплена ведомая шестерня тягового редуктора. Полый вал 3 охватывает ось 2 колесной пары. Радиальный зазор между внутренней поверхностью полого вала и осью составляет в среднем 35 мм. Такая его величина полностью исключает возможность соприкосновения этих деталей при колебаниях ходовых частей.

Опорно-рамное подвешивание тягового двигателя требует упругого тягового привода и отражается на устройстве колесной пары тепловоза (рис. 11.9). Она состоит из оси 3, колесных центров 6 с бандажами 8 и укрепляющими кольцами 7, полого вала 4 с приводами 1 и 6.

Рассмотрим особенности деталей колесной пары. Ось 3 для облегчения веса имеет сквозное центральное отверстие диаметром 70 мм. Колесный центр имеет два прилива с отверстиями для запрессовки ведущих пальцев 11 и два отверстия диаметром 200 мм для прохода цапф приводов.

На концы полого вала 3 насажены в горячем состоянии и зафиксированы штифтами 5 приводы 1 и 6 с ведущими пальцами 10. Один из приводов (/) имеет дисковый фланец для укрепления ведомой шестерни 2.

Читать еще:  Электрические схема для управления трехфазным двигателей

Вращающий момент от тягового двигателя к колесной паре передается через эластичные муфты (рис. 11.10), размещенные на обоих колесах. Муфта состоит из траверсы 6 и шарнирно с ней соединенных валиками 4 четырех поводков 5. Два поводка соединяются с пальцами 2 привода муфты, два других — с пальцами 1 колесного центра. Головки поводков надеваются на пальцы через резиновые амортизаторы 3.

Имеются и другие схемы тягового привода при опорно-рамном подвешивании тяговых электродвигателей (рис. 11.11). Одна из этих схем (с полым валом тягового электродвигателя) применена на тепловозе 2ТЭ121.

Приводные механизмы тепловозов с гидравлическими передачами. Вращающий момент от выходного вала гидропередачи к движущим осям тепловоза может быть передан либо при помощи дышлового (кривошипно-шатунного) механизма, аналогично паровозному, либо при помощи карданного привода, состоящего из системы телескопических валов, соединенных так называемыми шарнирами Гука (или карданными муфтами), и осевых редукторов.

Телескопические шлицевые соединения валов допускают в некоторых пределах изменения расстояний между выходным валом передачи и устройствами привода на осях, которые неизбежны при движении и колебаниях локомотива. Шарниры допускают также возникающие при этом перекосы валов.

Дышловой механизм (рис. 11.12, а) состоит из отбойного вала 3, получающего вращение от дизеля 1 через гидропередачу 2, и системы дышел, связывающих его с движущими осями 6.

Отбойный вал ведущим дышлом 4 связан с одной из колесных пар и приводит ее во вращение. Все ведущие колесные пары соединены между собой сцепными дышлами 5. Передача движения к колесным парам при помощи отбойного вала и Рис. 11.9. Колесная пара тепловоза ТЭП60

Рис. 11.10. Эластичная муфта тягового привода тепловоза ТЭП60

Рис. 11.11. Схема тягового привода с карданными валами при опорно-рамном подвешивании:

а -с полым валом тягового электродвигателя; б -с полым карданным валом; в -с продольными карданными валами дышлового механизма применяется на двух-, трехосных маневрово-промышленных тепловозах, оси которых размещены в общей жесткой раме (ТГМ1, ТГМ23). Простой и надежный дышловой механизм обладает в то же время существенными недостатками. Размещение непосредственно на колесных парах эксцентрично расположенных массивных дышел и кривошипов приводит к неуравновешенности механизма и к значительным динамическим воздействиям на путь, особенно при высоких скоростях движения. Необходимость соединения всех осей дышлами не позволяет использовать такой привод на тележечных локомотивах. На маломощных и сравнительно тихоходных локомотивах указанные недостатки проявляются несущественно, а простота конструкции окупает себя. Это и определяет сферу применения дышлового механизма.

Карданный привод (рис. 11.12,6) состоит из карданных валов 7 и осевых редукторов 8 на ведущих осях. Такой привод, как правило, применяется на тележечных тепловозах. При любом типе движущего механизма привод ведущих осей на тепловозах с гидропередачей является групповым в отличие от индивидуального привода осей при электрической передаче. Групповой привод позволяет реализовать более высокие коэффициенты сцепления между колесами и рельсом. Иными словами, экипаж с групповым приводом обладает меньшей склонностью к боксованию, что особенно важно для грузовых и маневровых локомотивов. Эти преимущества группового привода привели к его применению на опытном тепловозе ТЭМ12, имеющем электрическую передачу (см. рис. 11.11, в). Два его тяговых электродвигателя подвешены под рамой тепловоза вдоль его оси; через суммирующий редуктор их мощность распределяется по ведущим осям системой карданных валов.

Осевые редукторы советских тепловозов — двухступенчатые. Редуктор (рис. 11.13) состоит из двух зубчатых пар: конической 1-4 и цилиндрической 3-6, размещенных в стальном корпусе 5. Вращение системой карданных валов передается через фланец ведущему валу 2. Ведомая коническая шестерня 4 насажена непосредственно на удлиненную цапфу цилиндрической шестерни 3. Ведомая шестерня 6 сидит непосредственно на средней части оси 7 ведущей колесной пары. Подшипники редуктора роликовые и шариковые. Последние воспринимают осевые усилия.

Распределительный вал: что это

Распределительный вал (или распредвал) — вал двигателя внутреннего сгорания, управляющий открытием и закрытием клапанов двигателя. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации тактов работы двигателя и впуска-выпуска топливной смеси/воздуха и отработанных газов.

Описание

Распределительный вал является важным компонентом системы управления двигателем. Он редко выходит из строя, но если это произошло, то ремонт часто оказывается очень дорогим. Особенно если не следить за техническим состоянием двигателя и вовремя не распознать признаки неисправности распределительного вала. Вот самая подробная информация об этом важном компоненте двигателя.

Функция распределительного вала

Распределительный вал в четырехтактном двигателе обеспечивает открытие и закрытие клапанов в головке цилиндров и, таким образом, контролирует газообмен в двигателе. Для этого на распредвале есть кулачки (как правило, их количество соответствует количеству клапанов в двигателе), которые преобразуют вращательное движение распределительного вала в движение хода клапанов. Если кулачок распредвала выдвигает клапан вниз (через толкатель или коромысло), открывается вход или выпуск в головке блока цилиндров двигателя.

Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом. Распредвал вращается с половинной скоростью коленвала. Соединяются коленвал и распредвал обычно через зубчатый ремень или цепь ГРМ (в более старых автомобилях соединение шло через зубчатый редуктор).

В линейных двигателях (плоские силовые агрегаты) может быть установлено максимум два распределительных вала. В V- и W-образных двигателях могут вращаться до четырех распредвалов в головках блока цилиндров.

OHC и DOHC — что это значит

Распределительный вал Volkswagen Beetle: Кулачок (слева) передает движение через длинный плунжер на коромысло клапана

В современных двигателях используются только верхние распределительные валы (OHC = верхний распределительный вал). Часто в современных моторах установлено два распредвала. Один служит для впускных клапанов, второй отвечает за выпускные клапана (DOHC = двойной верхний распределительный вал).

В старых моторах двигатели были сконструированы, как правило, с одним распредвалом. Также в них клапаны в головке блока управлялись плунжерами. Эта конструкция моторов приводит к большому механическому трению, что делает силовые агрегаты этого типа менее эффективными и менее мощными.

Ниже в графической анимации вы можете увидеть, как два распредвала работают в современном четырехцилиндровом двигателе (принцип DOHC).

Конструкция распределительного вала

Существуют различные материалы, из которых изготавливаются распределительные валы. В основном в автопромышленности прижились кованые кулачковые валы. Но также есть и литые распредвалы, которые еще называют «полые литые валы». В том числе есть еще новые распредвалы, которые только начали появляться в автомире. Речь идет о трубчатых валах из трубчатой стали.

Как и все части автомобиля, инженеры при проектировании распредвала стараются сделать его как можно легче без ущерба качеству и надежности. Это касается и всех других движущихся компонентов двигателя и других частей машины. Уменьшение движущихся масс в двигателе оказывает гораздо большее влияние на общую эффективность силового агрегата транспортного средства, чем, например, снижение веса других компонентов авто.

Повреждение распределительного вала

Распределительные валы считаются износостойкими деталями двигателя и обычно служат весь срок службы автомобиля. Именно поэтому повреждение распредвала является редким явлением. Особенно если речь идет о старых автомобилях. В более современных моторах распредвал имеет больше рисков повреждения, но тем не менее дефекты этой детали также редки.

Правда, если современное авто использовать в нормальном режиме. Если же часто ездить на высоких оборотах двигателя («винтить» машину), то распредвал в современном моторе выйдет из строя намного раньше, чем в старой машине. Но опять же это касается не всех автомобилей. Все зависит от того, какой распредвал использует автопроизводитель и какая конструкция ГРМ в моторе.

Значительные следы износа на вкладышах подшипников распределительного вала: если поверхности подшипников распределительного вала повреждены, то достаточно заменить вкладыши.

Распределительный вал, как правило, имеет подшипники, в корпусах которых есть небольшие отверстия. Эти отверстия соединены с масляным контуром двигателя, благодаря чему между рабочими поверхностями распределительного вала и вкладышами подшипников есть постоянная смазочная пленка, которая уменьшает трение между этими компонентами. Однако некоторые двигатели спроектированы так, что распредвалы работают без вкладышей подшипников.

В таких моторах при отсутствии подачи масла или чрезмерного напряжения двигателя (например, при больших скоростях) начинается ускоренный износ распредвала. Также в таких моторах при большой нагрузке на двигатель кулачки, постоянно вынужденные прижимать клапаны сопротивляясь силы прижимной пружины), при недостаточной смазки могут изменять время вывода клапанов. Из-за того, что клапаны открываются и закрываются в неподходящее время, они больше не достигают своего максимально предусмотренного хода.

В итоге это отражается на плавности хода и мощности, которая падает. Также подобную проблему несвоевременного открытия и закрытия клапанов можно заметить по работе двигателя на холостых оборотах. К сожалению, неправильная работа клапанов двигателя может привести к его повреждению.

Потеря масла при повреждении сальника распределительного вала

Как мы уже сказали, распределительный вал соединен с коленчатым валом через шестерню распредвала, который вращается с помощью цепи газораспределения или зубчатого ремня ГРМ. В этой точке есть уплотнительное резиновое кольцо (сальник), которое с течением времени может затвердеть или стать пористым. В результате сальник перестанет выполнять функцию уплотнения и начнется течь масла из-под сальника распредвала.

В этом случае течь масла должна быть устранена как можно скорее. Особенно если в вашей машине используется ремень ГРМ. Дело в том, что попадание на ремень ГРМ моторного масла нежелательно, поскольку это может привести к преждевременному износу ремня. В итоге он может неожиданно порваться. К сожалению, во многих современных автомобилях используются двигатели, в которых при повреждении ремня ГРМ клапана могут встретиться с поршнями, что приведет к серьезному повреждению двигателя.

Читать еще:  В мерседесе какой самый мощный двигатель

Сальник распредвала стоит очень дешево. Но вот поменять его очень сложно. Следовательно, замена сальника распределительного вала — дорогое удовольствие, поскольку для того чтобы его поменять, нужно снять ремень или цепь ГРМ. В некоторых автомобилях, чтобы это сделать, придется разобрать пол автомобиля в передней части. Именно поэтому многие автолюбители не спешат с заменой сальника, мирясь с течью масла с распредвала, откладывая замену уплотнителя на тот момент, когда согласно регламенту, необходимо планово менять ремень или цепь ГРМ. Ведь в этом случае вам так и так придется все разбирать. Но это далеко не лучшее решение.

Датчик положения распредвала

Датчик распределительного вала определяет текущее положение распредвала. В зависимости от показаний датчика коленвала и датчика распредвала блок управления двигателем решает, как делать впрыск топлива и как управлять детонацией силового агрегата.

Датчики распредвала довольно-таки часто выходят из строя. Как правило, при неисправностях датчика начинают плавать обороты двигателя на холостом ходу. Также на приборной панели автомобиля появляется значок «Чек двигателя», а в памяти компьютера записывается код ошибки блока управления двигателем, по которой при диагностике можно расшифровать причину появления индикации «Чек двигателя».

Замена датчика распредвала относительно несложная. Обычно для этого не нужно даже снимать клапанную крышку двигателя. Но все, конечно, зависит от конструкции двигателя, от марки и модели. В среднем для того чтобы заменить датчик распределительного вала, необходимо от 30 минут до 2 часов времени. Сам датчик стоит ориентировочно от 2000 до 6000 рублей. Но стоимость, безусловно, зависит от автомобиля. Сами понимаете, что датчик распредвала на премиальных авто может обойтись в круглую сумму.

Явление питтинга встречается преимущественно в высокооборотных мотоциклетных двигателях. Но иногда это явление наблюдается и в двигателях легковых автомобилей. Питтинг в переводе с английского — «яма». Таким образом, питтинг распредвала означает, что на его поверхности начинают появляться углубления.

Из-за поврежденной поверхности распредвала в этих местах смазка становится неоптимальна, что ведет к преждевременному износу распределительного вала и его компонентов. Кроме того, отслоившийся металл является серьезной проблемой в масляном контуре двигателя, поскольку эти частицы металла приводят к засорению мотора и могут спровоцировать его повреждение.

Системы фаз газораспределения

Современные бензиновые двигатели часто имеют систему регулировки распредвала (система фаз газораспределения Variable Valve Timing, VVT). Эта система позволяет достичь соответствия современным экологическим нормам, принятым Евросоюзом и рядом других стран. Благодаря этой системе происходит адаптация синхронизации распредвала в соответствии с текущей ситуацией вождения. Например, во время остановки машины и работы двигателя на холостом ходу система регулировки распредвала настраивает систему газораспределения двигателя на более эффективную работу, чтобы снизить расход топлива и, соответственно, уменьшить уровень вредных веществ, выпускаемых через выхлопную систему автомобиля.

На мощных двигателях система фаз газораспределения, как правило, общая как на стороне всасывания, так и на стороне выхлопа. Регулировка распределительного вала в основном состоит из гидравлической системы регулировки и регулирующего клапана. Благодаря этой системе фазы газораспределения. Например, на разных режимах работы двигателя требуется разная величина фаз газораспределения. Так, при работе двигателя на холостом ходу фазы должны быть короткими. На высоких оборотах фазы должны быть более широкими.

В итоге двигатели с изменяемыми фазами газораспределения постоянно меняют работу распредвала в зависимости от режима движения.

Помимо гидравлической системы регулирующие фазы газораспределения, система Variable Valve Timing, VVT регулирует работу двигателя с помощью датчиков на коленчатом валу и с помощью информации о вращении распредвала.

Одним из самых известных типов регулировки распределительного вала является система «Vario Cam» от Porsche (теперь «Vario Cam Plus»). Натяжитель цепи действует как регулировочный элемент, который поднимает или опускает звенья цепи между двумя распредвалами (DOHC) в зависимости от частоты вращения двигателя. В этой системе давление масла имеет решающее значение.

Здесь помимо фазировки распределительного вала может изменяться ход клапанов через распредвал. Функцию регулировки подъема клапанов автопроизводители видят по-разному. Например, некоторые автопроизводители реализуют работу клапанов через переменные углы отклонения. Другие же (Porsche Vario Cam Plus) используют специальные по конструкции кулачки в сочетании с многоточечными толкателями.

Honda использует, например, разные по размеру кулачки (i-VTEC), которые в сочетании с переключаемыми коромыслами позволяют изменять подъем клапана в два этапа.

Ремонт распредвала

Обычно распределительный вал в двигателе автомобиля может служить весь срок службы автомобиля. Это означает, что распредвал может прослужить примерно 200 000-300 000 километров пробега автомобиля (именно такой средний срок службы устанавливают сегодня для большинства автомобилей многие автопроизводители). Тем не менее существуют случаи, когда распредвал выходит из строя намного раньше. Например, при заводском браке распредвала. Или же когда автовладелец использовал автомобиль в экстремальных условиях или часто ездил на высоких оборотах (как говорится, постоянно «винтил» свою машину).

Естественно, при появлении дефекта распредвала требуется его восстановительный ремонт или покупка нового компонента. Кстати, в прошлом восстановительный ремонт был популярным средством. Ведь помимо некоторой экономии денежных средств ремонт распредвала в некоторых автомобилях давал небольшой прирост мощности. Дело в том, что в свое время было модно растачивать распределительные валы, проводя их шлифовку и т. п. Сегодня же расточка и ремонт распредвала менее популярны.

Как обнаружить дефект распредвала

При верхнем расположении распределительных валов первый же визуальный осмотр механика поможет быстро выявить возможные дефекты детали. Ведь при этом расположении распредвалов, после демонтажа клапанной крышки, доступ к распределительным валам становится свободным. Различные дефекты на распредвале могут быть видны невооруженным взглядом. Естественно, перед демонтажем клапанной крышки опытный мастер проверит работу двигателя с целью выявления характерных шумов в работе распредвала. Единственное, что часто тяжело выявить даже визуально эти дефекты кулачков, которые при износе не имеют заметных меток повреждения.

Если причиной повреждения распредвала являются подшипники, то обнаружить это можно только после разборки верхней части двигателя. Например, на изношенных подшипниках распредвалов легко обнаружить абразивные метки. В этом случае нужно заменить подшипники на новые.

Вал — это что такое? Значение, происхождение, синонимы

Гибкие проволочные валы силовых передач по ГОСТ 13225-80

Гибкие валы силовых передач предназначены для передачи вращения валам, взаимное расположение которых в пространстве меняется. Гибкий вал состоит из ряда последовательно навитых один на другой слоев проволоки.

Комплект привода с гибким валом

Примечания:
  1. В целях упрощения обозначения валов принят условный диаметр D вместо расчетного D0.
  2. Условный диаметр соответственно равен 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 30 мм.
  3. Нормы нагрузок даны для валов, длина которых не превышает 400D.

Гибкий вал правого вращения

Гибкий вал левого вращения

Условное обозначение гибкого вала

Пример условного обозначения гибкого проволочного вала правого вращения с условным диаметром D=10 мм:

Вал гибкий ВС-10 ГОСТ 13225-80

То же, для левого вращения:

Вал гибкий ВС-10Л ГОСТ 13225-80

Синонимы

К синонимам изучаемого нами слова относятся такие, как:

  • насыпь;
  • возвышенность;
  • заграждение;
  • сооружение;
  • траверс;
  • надолба;
  • засека;
  • заструга;
  • эскарп;
  • холм;
  • кавальер;
  • волна;
  • деталь;
  • шпиндель;
  • вращающийся цилиндр;
  • стержень;
  • барабан;
  • бегунок;
  • ролик;
  • банкет;
  • ворот;
  • улица.

Как видите, список длинный.

Броня гибких валов по ГОСТ 11626-80

Гибкий вал работает в броне (ленточной БЛ, ленточной с внутренней спиралью БЛС). Броня воспринимает усилие, действующее на вал, удерживает смазку, предохраняет от загрязнения и повреждения вал, защищает обслуживающий персонал от захвата валом.

Броня ленточная для гибких валов

Профиль ленты

Броня двухпроволочная для гибких валов

Размеры профилированной проволоки двухпроволочной брони

Возможные проблемы коленвала и их решение

Хотя коленвал изготавливается из прочного металла, из-за постоянных нагрузок он может выйти из строя. Данная деталь испытывает механические нагрузки от поршневой группы (порой давление на один кривошип может достигать десяти тонн). Помимо этого во время работы мотора температура внутри него поднимается до нескольких сотен градусов.

Вот некоторые причины поломок составной части кривошипно-шатунного механизма.

Задиры шатунных шеек кривошипа

Износ шатунных шеек – распространенная неисправность, так как в этом узле образуется сила трения при большом давлении. В результате таких нагрузок на металле появляются выработки, которые затрудняют свободный ход подшипников. Из-за этого коленвал неравномерно нагревается и впоследствии может деформироваться.

Игнорирование данной проблемы чревато не только сильными вибрациями в моторе. Перегрев механизма приводит к его разрушению и по цепной реакции – всего двигателя.

Проблема устраняется путем шлифовки шатунных шеек. При этом их диаметр уменьшается. Чтобы размер этих элементов был одинаковым на всех кривошипах, данную процедуру следует выполнять исключительно на профессиональных токарных станках.

Так как после процедуры технические зазоры детали становятся больше, после обработки на них устанавливается специальный вкладыш, компенсирующий образовавшееся пространство.

Задиры появляются из-за низкого уровня масла в картере двигателя. Также на возникновение неисправности влияет качество смазки. Если не менять масло вовремя, оно загустевает, от чего масляный насос не способен создать нужное давление в системе. Своевременное ТО позволит кривошипно-шатунному механизму работать длительный срок.

Срез шпонки кривошипа

Шпонка кривошипного механизма позволяет передать крутящий момент с вала на приводной шкив. Эти два элемента оснащены пазами, в которые вставляется специальный клин. Из-за некачественного материала и большой нагрузки эту деталь в редких случаях может обрезать (например, при заклинивании двигателя).

Читать еще:  Двигатель 406 карбюратор не заводиться на газу

Если пазы шкива и КШМ не разбиты, то достаточно просто заменить эту шпонку. В старых моторах такая процедура может не принести желаемого результата из-за люфта на соединении. Поэтому единственным выходом из ситуации будет замена этих деталей на новые.

Износ отверстий фланца

На хвостовике коленчатого вала закреплен фланец с несколькими отверстиями для подсоединения маховика. Со временем эти гнезда могут разбиваться. Такие неисправности относятся к категории усталостного износа.

В результате работы механизма под большими нагрузками в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых образуются одиночные или групповые углубления на соединениях.

Неисправность устраняется путем рассверливания отверстий под больший диаметр болтов. Эту манипуляцию следует выполнить как с фланцем, так и с маховиком.

Течь из-под сальника

На коренных шейках вала устанавливается два сальника (по одному с каждой стороны). Они предотвращают вытекание масла из-под коренных подшипников. Если смазка попадает на приводные ремни газораспределительного механизма, это значительно снижает их ресурс.

Течь сальников может появиться по следующим причинам.

  1. Вибрации коленчатого вала. В этом случае изнашивается внутренняя часть сальника, и она неплотно прилегает к шейке.
  2. Длительный простой на морозе. Если машина долго стоит на улице, сальник пересыхает и теряет свою эластичность. А из-за мороза он дубеет.
  3. Качество материала. Бюджетные детали всегда имеют низкий рабочий ресурс.
  4. Ошибка в установке. Большинство механиков производят монтаж при помощи молоточка, аккуратно набивая сальник на вал. Чтобы деталь функционировала дольше, производитель рекомендует использовать предназначенный для данной процедуры инструмент (оправка для подшипников и сальников).

Чаще всего сальники изнашиваются одновременно. Однако если возникла необходимость в замене только одного – следует поменять и второй.

Неисправность датчика коленвала

Этот электромагнитный датчик устанавливается на двигатель для синхронизации работы системы инжектора и зажигания. Если он неисправен, то мотор невозможно будет запустить.

Датчик коленвала определяет положение кривошипов в мертвой точке первого цилиндра. На основании этого параметра электронный блок управления автомобиля определяет момент впрыска топлива в каждый цилиндр и подачи искры. Пока от датчика не поступит импульс, искра не образуется.

В случае выхода из строя этого датчика проблема решается его заменой. Только подобрать следует ту модель, которая разработана для данного типа двигателей, иначе параметры положения коленчатого вала не будут соответствовать реальности, и ДВС будет неправильно функционировать.

Более подробно о функции ДПКВ и диагностики его неисправностей смотрите в видео:

5 / 5 ( 2 голоса )

Арматура для гибких валов силовых передач

Для соединения гибкого вала с валами привода и рабочей машины служат наконечники, установленные в арматуре на опорах скольжения или качения.

Арматура с опорами качения

  1. Хвостовик;
  2. Шарикоподшипник;
  3. Гайка;
  4. Штифт;
  5. Наконечник вала;
  6. Муфта.

Арматура с опорами скольжения

  1. Наконечник вала;
  2. Корпус;
  3. Втулка;
  4. Винты;
  5. Муфта.
Для ведущего конца вала

Для ведомого конца вала

Примечание:

В целях упрощения обозначения арматуры принят условный диаметр вала D вместо расчетного D0 — соответственно 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 30; 40 мм.

  • Элементы валов и осей
  • Оси зубчатых и ременных передач
  • Валы редукторов
  • Валы коробок передач
  • Трехопорные валы
  • Соосные валы
  • Валы барабанов и звездочек
  • Нормальные линейные размеры по ГОСТ 6636-69 (СТ СЭВ 514-77)
  • Нормальные конусности
  • Отверстия центровые по ГОСТ 14034-74
  • Кольца установочные
  • Осевое закрепление осей
  • Пример оформления рабочего чертежа вала

Похожие записи:

Нет похожих записей.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Для чего нужен коленвал? Без него невозможно движение машины. Работает деталь по принципу вращения педалей велосипеда. Только в автомобильных моторах используется больше шатунов.

Коленвал работает следующим образом. В цилиндре мотора воспламеняется воздушно-топливная смесь. Образовавшаяся энергия выталкивает поршень. При этом приводится в движение шатун, подсоединенный к кривошипу коленчатого вала. Эта деталь совершает постоянное вращательное движение вокруг оси коленвала.

В этот момент другая деталь, расположенная на противоположной части оси, движется в обратном направлении и опускает следующий поршень в цилиндр. Цикличные движения этих элементов приводит к ровному вращению коленвала.

Так возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Крутящий момент передается на шкив привода ГРМ. От вращения коленвала зависит работа всех механизмов двигателя – водяной помпы, масляного насоса, генератора и другого навесного оборудования.

В зависимости от модификации двигателя кривошипов может насчитываться от одного до 12 (по одному на цилиндр).

Подробно о принципе работы кривошипно-шатунного механизма и разновидности их модификаций смотрите в видео:

В словаре Фасмера Макса

I I. «насыпь», сюда же подва́л, укр. вал, чеш. val, слвц. val, польск. waɫ. Вероятно, через польск. заимств. из нов.-в.-н. Wall «вал», ср.-в.-н. wal или из источника последнего – лат. vallum «лагерный вал»; см. Mi. EW 374; Преобр. 1, 63; Младенов 67. Вряд ли можно говорить о заимств. из кельт. *vālo-, ирл. fál «vallum, murus», вопреки Шахматову (AfslPh 33, 93). II II. «волна», также «каток, валек», укр. вал, др.-русск., цслав. валъ «unda», сербохорв. ва̑л, ва̑ла — – то же, словен. vȃɫ, род. п. valȗ «вал, волна, каток», чеш. val, польск. waɫ. Сюда же обва́л, прова́л, сва́лка, далее, вали́ть, др.-русск. валити, укр. вали́ти, болг. ва́лям «валяю, сыплю, лью», ст.-слав. валити сѩ κυλίεσθαι (Супр.), словен. valíti, чеш. valiti, польск. walić, итер. валя́ть, сербохорв. ва́љати, чеш. váIeti. Далее, сюда же: волна́, ст.-слав. вълати сѩ βασανίζεσθαι и облъ «круглый» (Мейе, MSL 14, 374; Et. 223; Перссон 539 и сл.). Родственно лит. volė̃ «деревянная колотушка, валек», võlioju, võlioti, вост.-лит. volióti «катать», лтш. uolît «катать, вертеть», uolât «катать», возм., лакон. βήλημα ̇ κώλυμα, φράγμα ἐν ποταμῷ (Гесихий). Другая ступень вокализма в лит. veliù, vélti, лтш. vel̂t «катать, валять», др.-инд. válati (valatē) «вертится, поворачивается», vā́layati «катит, поворачивает», д.-в.-н. wuolên «рыться», др.-исл. valr «круглый», д.-в.-н. wallan «бурлить, кипеть, волноваться», нем. das Volk wallt = русск. наро́д вали́т, арм. glel «вертеть, поворачивать» из *gowlel = *volēi̯e-, лат. volvo «катаю, вращаю», греч. ἐλύω «вью, сгибаю», εἰλύω «окутываю, валяю», алб. valë «волна» и т. д.; см. И. Шмидт, Vok. 2, 421; Траутман, BSW 349; М – Э. 4, 416, 533; Буазак 223 и сл.; Грюненталь, ИОРЯС 18, 4, 140. По Мейе (MSL 9, 144; 16, 244), valiti не является производным от valъ «вал, волна». Ср. также валя́ть.

Задачи №№ 11-20

К решению этих задач следует приступить после повторения относящегося к вращательному движению материала разделов «Кинематика» и «Динамика», изучения темы 5.3 «Передачи враща­тельного движения», уяснения приведенных ниже методических указаний и разбора примера 13.

В предлагаемых задачах требуется определить кинематиче­ские (ω) и силовые (Р, М) параметры для всех валов многоступен­чатой передачи привода. Приступая к решению задачи, следует ознакомиться с ГОСТами на условные обозначения элементов и с правилами выполнения кинематических схем. Валы и звенья ну­меруются по направлению силового потока (направлению пере­дачи движения) — от ведущего вала (вал двигателя) к ведомому валу. Индекс в обозначениях параметров валов ω, Р и М соответ­ствует номеру вала, а в обозначениях d и z — номеру насаженного на вал звена (колеса, шкива, звездочки и т.п.). Параметры любого последующего вала определяют через заданные параметры веду­щего вала при условии, что известны КПД и передаточные отно­шения отдельных передач привода. Напоминаем, что при после­довательном соединении общее передаточное отношение равно произведению передаточных отношений отдельных передач, то же — для КПД.

Следует помнить, что для зубчатых передач передаточное число равно:

для червячных и цепных

где индекс 1 относится к ведущему, а индекс 2 — к ведомому звену передачи.

Приводим таблицу средних значений КПД некоторых пере­дач (с учетом потерь в подшипниках):

Тип передачиЗакрытаяОткрытая
Зубчатая цилиндрическая0,980,96
Зубчатая коническая0,970,95
Червячная0,8
Цепная0,92
клиноременная0,95

Пример 13 (рис. 24)

Привод состоит из электродвигателя мощностью РДВ =11 кВт с частотой вращения вала пдв=1460 об/мин и многоступенчатой передачи. Требуется определить: а) общие КПД и передаточное число привода; б) мощности, вращающие моменты и угловые скорости для

1. Кинематическая и конструктив­ная характеристики привода: передача двухступенчатая, понижающая (т.е. уменьшающая угловую скорость, так как в каждой ступени диаметр выходного звена больше, чем входного). Первая ступень — передача цепная, вторая — цилиндрическая косозубая Передача закрытая, т.е. в герметичном корпусе, понижающая называется редуктором. Для подсоединения к ведущему и ведомому валам редуктора предусмотрены упругие муфты.

косозубого редуктора: ηред = 0,98;

цепной передачи: ηц.п. = 0,92;

Общий КПД передачи
η = ηц.п. · ηред = 0,92 · 0,98 = 0,9.

3. Мощности на валах:

P2 = P1 · ηц.п. = 11·0,92 = 10,1кВт

P3 = P2 · ηред = 10,1·0,98 = 9,9 кВт

Мощность на третьем валу можно было определить и иначе:

P3 = P1 · η = 11·0,9 = 9,9кВт

Передаточные числа отдельных передач:

Передаточные отношения равны передаточным числам. Об­щее передаточное отношение передачи

4. Угловые скорости валов:

Угловую скорость третьего (выходного) вала можно было определить и иначе:

1. Вращающие моменты на валах:

В понижающих передачах понижение угловых скоростей валов сопровождается соответствующим повышением вращающих момен­тов. Мощности на валах снижаются незначительно вследствие потерь на трение в подшипниках и при взаимодействии звеньев.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector