log in

Двигатели

Коляно-мотовилков механизъм (КММ) – Подвижни части

1. Предназначение:
1.1. Предназначение на КММ: да преобразува възвратнопостъпателното движение на буталото във въртеливо на коляновия вал и да поема силите възникнали при извършване на работните процеси и да ги предава към шасито или рамата.
1.2. Предназначение на коляновия вал и маховика: коляновият вал служи за възприемане силите от буталата, които са в работен такт и да ги преобразува във въртящ момент, който се прадава към работната машина. Също така служи за осигуряване движението на буталата през останалите (спомагателните) тактове. Предназначението на маховиак е да изравнява скоростта на въртене на коляновия вал. Също така и извежда буталата от мъртвите точки, осигурява енергия за извършване на спомагателните тактове. При многоцилиндровите двигатели чрез него двигателят се пуска в ход.


2. Устройство:
2.1. Устройство на колянов вал: условията, при които работи коляновия вал са извънредно тежки. Той е най-натоварената част от ДВГ, понеже трябва да поема едновременно ударното на товарване от газовите сили, колебанията нот неравномерната работа в отделните цилиндри, инерционните сили от праволинейното движение на буталата и центробежните сили от долната част на мотовилката и собствените си колена. В резулат на това натоварване на коляновия вал възникват променливи деформации на усукване и огъване. Напреженията предизвикват вибрации по време на работа, пълното отстраняване на които е невъзможно.
    Коляновият вал се състои от следните елементи: основни шийки, които служат за опори на вала, мотовилкови шийки, към които са закрепени шарнирно мотовилките. Отделните шийки са свързани помежду си с рамена. Всяка мотовилкова шийка заедно с прилежащите й две рамена обрауват едно коляно. През вала са прокарани канали, по които маслото достига до всички шийки (основни и мотовилкови). За вала са закрепени и противотежести, които служат за уравновесяване на въртящите се части на КММ. Към задния край на коляновия вал чрез фланец, на който са разпробити отвори, се закрепва маховика. Има и други начини за закрепване на маховика към коляновия вал, но този е най-разпространен, защото позволява точно закрепване на маховика към коляновия вал в радиално и осово направление. Също така в конструкцията на вала е предвидено гнездо за лагера на първичния вал на предавателната кутия, маслоотвеждаща тръба и маслоотражателно стъпало, които служат за предпазване от изтичане на масло. В предния край на коляновия вал най-често се закрепва зъбното колело от задвижването на разпределителния вал и ремъчните шайби за генератора и вентилатора. За тази цел в предния край на вала са изработени специални шийки, а свързването му със зъбното колело и шайбита се изръшва посредством шппонки. Между ремъчната шайба и зъбното колело се поставя маслоотражателна шайба, която пречи на маслото да изтече от картера. Същия ефект може да се постигне и чрез маслоуплътнителна резба и гумен уплътнител след нея.


    При редови ДВГ броят на мотовилковите шийки е равен на броя на цилиндрите, а при V-образните и при тези със срещулежащи цинидри броят на мотовилковите шийки е два пъти по-малък от броя на цилиндрите.
    Кояновия вал може да се изработи от следните материали, които трябва както да притежават необходимите якостни качества, така и да позволяват лека обработка. Такива материали се стоманите 45, 45А, 50Г, 45Г2, 38ХГН и др. За дизелови двигатели се използват подобрени хром-молибденови и хорм-ванадиеви стомани. Все по-често се използват и различни чугуни, като СЧ38, СЧ35, СЧ36, за изработката на коляновите валове, защото имат голяма износоустойчивост и евтина изработка.
2.2 Устройство на маховик: масата на маховика се разпределя предимно по периферията за да има по-голям махов момент. При много цилиндровите двигатели той е почти плосък, не много дебел диск. Външния диаметър се определя от диаметъра на съединителя към работната машина. Маховикът често е един от водещите дискове на съединителя, който се захваща към него по няколко начина: чрез вътрешни зъби, щифтове или болтове. По външният му диамеътр се набива стоманен зъбен венце, към който се зацепва стартер. Често върху маховикът се поставят белези, определящи горна мъртва точка на първи цилиндър, моменти на подаване на искра или впръскване. Маховикът най-често се изработва от чугун, но може да се излее и от сромана.
3. Действие:
3.1. Принцип на действие на двутактов ДВГ с картерно прдухване: при този вид двигатели липсват клапаните. Тяхната роля се изпълнява от буталото, което при преместването си затваря и отваря в определен ред всмукателния, продухвателния и изпускателния отвори.
•    Първи такт (Сгъстяване) – буталото се движи от долна към горна мъртва точка, затваряйки отначало прдухвателния отвор, а след това и изпускателния. В този момент започва сгъстяването на предварително постъпилата в цилиндъра горивовъздушна смес. Тя се запалва от свещ и започва да гори, при което налягането и температурата й се повишават. Същевременно под буталото се създава разреждане поради увеличаването на обемав херметически затвореното пространство на картера. Поради това разреждане през всмукателния отвор навлиза прясна горивовъздушна смес от карбуратора.
•    Втори такт (Работен) – запалената в края на първи такт горивовъздушна смес прдължава да изгаря при почти постоянен обем, защото горящите газове изтласкват буталото от горна към долна мъртва точка. При движението си надолу, буталото най-напред закрива с долната си част всмукателния отвор, в следствие на което налягането в картера се повишава. Когато горната част на буталото стигне до горния ръб на изпускателния отвор изгорелите газове, които са с все още високо налягане напускат цилиндъра и налягането в него спада рязко. При по нататъшно преместване на буталото надолу то открива прдухвателния отвор и от картера в цилиндъра нахлува прясна горивовъздушна смес, която го запълва и доизтласква останалата част от изгорелите газове. Един от недостатъците на двутактовите двигатели е, че при прудухване част от горивото напуска цилиндъра заедно с изгорелите газове.
3.2. Индикаторна диаграма:
4. Диагностика, техническо обслужване и ремонт:
4.1. Диагностика на КММ: неизправностите предизвикват спадане на мощноста, повишаване разхода на гориво и масло, увеличаване на шума и вибрациите, както и на количеството въглеводороди в отработилите газове. Намаляват се налягането в края на процеса на сгъстяване, разреждането в смукателния тръбопровод и налягането на маслото в главната маслена магистрала. Увеличава се дебитът на газовете, проникващи в картера.
•    Налягане на маслото в главната маслена магистрала - това е основен параметър, по които се съди за хлабините междуу шийките и лагерните черупки на основните и мотовилковите лагери. Това налягане зависи от температурата и вискозитета на маслото, състоянието на маслената помпа и предпазния клапан. Но помпата и клапанът оказват минимално влияние и рядко са източник на неизправности. Налягането се определя главно от хлабината между шийките и лагерните черупки на основните и мотовилковите лагери. Проверката на налягането се извършва на подгрят до нормален температурен режим ДВГ с манометър, присъединен към главната маслена магистрала. Стойностите на това налягане зависят от типа на ДВГ и се дават в неговата техническа характеристика, както и от честотата на въртене на коляновия вал. При честота на въртене на празен ход(800-1000 об/мин)с подходящо подбрано масло за ДВГ налягането на маслото не трябва да пада под 0.05 МРа за бензинови и под 0.1 МРа за дизелови ДВГ. По-ниското налягане е сигурен белег за увеличена хлабина в лагерите и скорошното им дефектиране.
•    Разход на масло - повишеният разход на масло се обуславя главно от износване на буталните пръстени, загуба на еластичността им, по-голяма хлабина между тях и каналите, в които те лежат.За осигуряване достоверността на проверката е необходимо предварително да се провери уплътнението на капака на картера, на цилиндровата глава, масления филтър ,масления охладител и маслените съединения. Повишеният разход на масло може да се дължи и на голям дебит на картерните газове, които увличат по пътя си и по големи количества масло към всмукателния тръбопровод. Допустимият разход на масло е не повече от 1-2% от разхода на гориво. Недостатък на този метод е ограничената възможност за точното измерване на разхода на масло. Обикновено това се прави на 1000км. пробег, а за белег служи маслоизмервателната пръчка. Повишеният разход на масло може да се обуславя и от неизправности на елементи от газоразпределителния механизъм. За увеличен разход на масло може и визуално да се съди по характерното синкаво оцветяване на отработилите газове.
•    Дебит на газовете проникващи в картера.Увеличеният дебит на картерните газове се използва за количествена и качествена оценка на техническото състояние на елементите от бутално-цилиндровата група-износване, загуба на еластичност, закоксуване или счупване на бутални пръстени, износване на цилиндъра или пукнатини и пробиване на буталото. Дебитът на картерните газове се измерва с газови разходомери в литри за минута. Обикновено най-точни резултати се получават при пълно натоварване на ДВГ или при честота на въртене, отговаряща на максимален въртящ момент. Газовите разходомери се свързват обикновено към отвора в капака на главата за отвеждането на газовете към въздушния филтър.
4.2. Техническо обслужване на КММ:
•    ЕО - външно почистване с поростуйна машина, външен оглед за теч на масло и охладителна течност, прослушва се за шум при различни режими на работа и натоварване, проверка на измервателните уреди.
•    ТО-1- проверка за херметичността на съединенията, закрепването на двигателя, при констатиране на нагар, почистване по механичен или химичен път, притягане на цилиндровата глава с динамометричен ключ.
•    ТО-2 - проверка стойността на компресията.
4.3. Ремонт на КММ: основните дефекти на КММ са: пукнатини, задирания и откъртвания, износване на работнита и присъединителните повърхнини, огъване на коляновия вал, огъване и усукване на мотовилките и др.
    Коляновия вал се бракува при наличието на пукнатини. Оъгването на коляновия вал се отстранява чрез изправяне в студено състояние на преса или чрез наклепване с пневматичен чук. Износените основни и мотовилкови шийки се възстановяват чрез шлифоване на ремотни размери и полиране. Всички едно именни щийки се възстановяват на един и същ ремонтен размер. След изчерпване на ремонтните размери на шийките на коляновия вал, те се възстановяват на номинален размер чрез автоматично няваряване под слой от флюс, автоматично вибродъгово няваряване, пожелезяване и последваща механична обработка/ износеното гнездо на лагера на първичния вал на предавателната кутия се възстановява чрез поставяне на допълнителен детайл, вътрешният диаметър на който се разстъргва на номинален размер. Челното биене на фланеца се отстранява с престъргване на струг, като се следи дебелината на фланеца да не се намали под допустимата по технически условия. След сглобяване на коляновия вал с маховика се извършва динамичното им балансиране на стенд. При наличи на дизбаланс се пробиват отвори с диаметър 10 – 15 мм от вътрешната странта на маховика на определено разстояние от оста на вала в зависимост от конструкцията на двигателя.