У будь-якому двигуні внутрішнього згоряння головний і допоміжний механізми приводяться в рух від колінчастого вала за допомогою шківа і ременя.Про те, що таке шків колінчастого вала, які його види існують, як він працює і функціонує, а також про заміну і ремонт шківа читайте в запропонованій статті.
Призначення і роль шківа колінчастого вала
Будь-який двигун внутрішнього згоряння містить кілька систем, для роботи яких потрібне джерело механічної енергії.До таких систем відносяться газорозподільний механізм, системи змащення та охолодження, контактні системи запалювання з переривником-розподільником, системи подачі палива та інші.Джерелом енергії для всіх цих систем є колінчастий вал - саме від нього береться частина крутного моменту, який використовується для приводу валів, насосів, генератора та інших агрегатів.При цьому в двигуні використовується кілька окремих приводів: ремінна або ланцюгова передача і зубчасті передачі агрегатів.Тут ми розглянемо тільки ремінні передачі, до складу яких входить шків колінчастого вала.
Шків колінчастого вала входить до складу ремінної передачі ГРМ та інших допоміжних механізмів двигунів внутрішнього згоряння (як бензинових, так і дизельних).Шків розташований на носку (тобто в передній частині) колінчастого вала, служить для приводу розподільного вала (або валів), а також ряду вузлів - рідинного насоса (помпи), генератора, насос гідропідсилювача керма, вентилятор охолодження, компресор кондиціонера, пневмокомпресор та інші.
Також шків коленвала може виконувати дві допоміжні функції:
- Відстеження кутової швидкості і положення колінчастого вала за допомогою відповідного датчика;
- Гасіння вібрацій, які виникають під час запуску/зупинки двигуна та в перехідних умовах.
Взагалі, шків колінчастого вала, незважаючи на свою простоту і непомітність, є важливою частиною будь-якого сучасного двигуна.Сьогодні існує велика різноманітність цих компонентів, і всі вони вирішують різні завдання.
Типи та конструктивні особливості шківів колінчастого вала
У двигунах використовуються два основних типи шківів колінчастого вала, які відрізняються конструкцією і призначенням:
- Ручкові шківи клинопасової передачі;
- Зубчасті шківи для зубчастого ременя.
Шківи Брук - це класичне рішення, яке використовується на двигунах внутрішнього згоряння з моменту їх створення.Зовнішня поверхня такого шківа має один або кілька V-подібних потоків, які включають ремінь відповідної форми (V-подібний або V-ребристий).Такі шківи використовуються тільки в клинопасових передачах, в яких немає необхідності в точній установці колінчастого вала і агрегатів відносно один одного.До таких передач відносяться привід водяного насоса, генератора, компресора кондиціонера, повітряного компресора, вентилятора і насоса ГРМ.
Зубчасті шківи — це сучасне рішення, яке використовується на двигунах останні два-три десятиліття.Такі шківи використовуються в передачах з зубчастими пасами, які замінюють ланцюгову передачу ГРМ.Зубчасті шківи колінчастого вала і агрегатів і з'єднує їх зубчастий ремінь забезпечують певне положення вузлів відносно один одного.У більшості випадків для приводу ГРМ і водяного насоса використовується зубчастий шків, а привід решти агрегатів здійснюється окремою клинопасовою передачею.
Існують також комбіновані шківи, які являють собою конструкцію із зубчастих і клинових (або V-ребристих) шківів.Такі шківи служать для приводу ГРМ і ряду допоміжних вузлів двигуна.У цій конструкції може бути декілька (до чотирьох) клинових/V-подібних шківів.
Всі ці шківи по конструкції діляться на два типи:
- Суцільний/фрезерований;
- Композитний демпфований.
Шківи першого типу являють собою суцільні деталі, відлиті або виточені з цілісного шматка металу (чавуну або сталі).Такі шківи найпростіші і дешеві, але вони передають на агрегати всі коливання, що виникають при обертанні колінчастого вала.
Шківи другого типу складові, вони складаються з маточини і кільця, з'єднаних через гумове кільце.Завдяки наявності гумового кільця маточина і вінець роз'єднані, тому вібрації і коливання, що виникають при обертанні колінчастого вала, послаблюються.Такі шківи важче, складніше і дорожче, але це окупається кращою надійністю і довговічністю всієї пасової передачі.
Також шківи діляться на дві групи за типом кріплення:
- Кріплення центральним болтом і ключем;
- Кріплення кількома (2-6) болтами.
У сучасних двигунах шків колінчастого вала, особливо у випадку з ремінною передачею ГРМ, найчастіше кріпиться на одному болті, і утримується від провертання ключем.Допоміжні шківи можуть кріпитися декількома болтами, а установка проводиться на маточину, яка є або продовженням зірочки приводу ланцюга ГРМ, або відливається на носок колінчастого вала, або є самостійною деталлю з кріпленням на шпонковий паз на носок древка.
На шківах сучасних двигунів, крім цівок або зубців під пасом, може бути виконана зубчастий вінець для роботи датчика положення колінчастого вала (ДПКВ).Вінець - це так званий головний диск датчика колінчастого вала, він може бути відлитий разом зі шківом, а може бути виготовлений окремою деталлю з болтовим кріпленням.
Будь-який шків колінчастого вала під час виробництва балансується для усунення вібрації та биття.Для видалення надлишків металу в шківі висвердлюються невеликі поглиблення.
Питання заміни та ремонту шківа колінчастого вала
Шків коленвала є надійною і довговічною деталлю, але з часом він може пошкодитися і вийти з ладу.При виявленні зносу зубчастого шківа, а також при появі тріщин, надломів, деформацій та інших пошкоджень шків слід демонтувати і замінити новим.Демонтаж шківа також може знадобитися при проведенні ремонтних робіт на двигуні.
Процес заміни шківа коленвала залежить від типу його кріплення.Найпростіше зняти шків на болтах - просто відкрутіть болти, при цьому зафіксуйте колінчастий вал, не даючи йому провертатися.Демонтаж зубчастого шківа на одному болті дещо складніше і в загальному вигляді виглядає так:
1. Закріпити автомобіль, поставивши упори під колеса, у випадку з бензиновим двигуном зняти роз'єм з котушки запалювання (щоб стартер крутив, але двигун не заводився), у випадку з дизелем, зняти роз'єм з клапана подачі палива ТНВД;
2. Обробити болт будь-яким засобом, який допоможе вирвати кріплення з місця, не зламавши його;
3. Одягніть на засув ключ з довгою ручкою, він повинен доходити до підлоги, або додатково використовуйте трубу;
4.Прокрутіть двигун стартером - в цьому випадку болт повинен прокрутитися.Якщо не вийде з першого разу, то можна повторити;
5. Відкрутіть болт;
6. За допомогою спеціального знімача демонтуйте шків з носка колінчастого вала.
Слід зазначити, що для доступу до шківа в автомобілях з поздовжнім розташуванням двигуна краще використовувати оглядову яму, а в автомобілях з поперечним розташуванням двигуна доведеться демонтувати праве колесо.
При зламуванні болта слід бути обережним - він закручується з великим зусиллям, тому ризик його поломки досить великий.Рекомендується знімати шків з колінчастого вала за допомогою спеціального знімача, хоча можна використовувати і просте монтажне лезо, але в цьому випадку також слід бути обережним.Деякі шківи мають спеціальні різьбові отвори, в які можна вкрутити болти і зняти шків.Однак в цьому випадку під загвинчені болти слід підкласти сталевий лист, так як болт може проштовхнути передню стінку блоку двигуна або інші деталі, розташовані під ним.
Установка шківа колінчастого вала проводиться в зворотному порядку.Однак може виникнути складність, так як шків щільно встановлений на носок колінчастого вала, що вимагає великих фізичних зусиль.Місце посадки шківа можна обробити мастилом для полегшення його установки.
При правильній заміні шківа коленвала всі агрегати двигуна будуть працювати нормально, забезпечуючи надійну роботу всього силового агрегату.
Час публікації: 27 серпня 2023 р