W działaniu mechanizmu korbowego silników tłokowych jedną z kluczowych ról odgrywają elementy łączące tłoki i wał korbowy – korbowody.O tym, czym jest korbowód, jakie są rodzaje tych części i jak są rozmieszczone, a także o prawidłowym doborze, naprawie i wymianie korbowodów, przeczytasz w tym artykule.
Co to jest korbowód i jakie miejsce zajmuje w silniku?
Korbowód jest częścią mechanizmu korbowego wszystkich typów tłokowych silników spalinowych;Odłączana część przeznaczona do połączenia tłoka z odpowiednim czopem wału korbowego.
Ta część spełnia w silniku kilka funkcji:
● Mechaniczne połączenie tłoka i wału korbowego;
● Przeniesienie z tłoka na wał korbowy momentów powstających podczas suwu roboczego;
● Przekształcenie ruchów posuwisto-zwrotnych tłoka na ruch obrotowy wału korbowego;
● Smar dostarczany jest do sworznia tłokowego, ścianek tłoka (w celu dodatkowego chłodzenia) i cylindra, a także do części rozrządu w zespołach napędowych z dolnym wałkiem rozrządu.
W silnikach liczba korbowodów jest równa liczbie tłoków, każdy korbowód jest połączony z tłokiem (poprzez tuleję i sworzeń z brązu), a dolna część jest połączona z odpowiednim czopem wału korbowego (poprzez łożyska ślizgowe).W rezultacie powstaje konstrukcja przegubowa, która zapewnia swobodny ruch tłoka w płaszczyźnie pionowej.
Korbowody odgrywają ważną rolę w pracy jednostki napędowej, a ich awaria często całkowicie wyłącza silnik.Ale aby dokonać właściwego wyboru i wymiany tej części, konieczne jest zrozumienie jej konstrukcji i funkcji.
Rodzaje i konstrukcja korbowodów
Obecnie istnieją dwa główne typy korbowodów:
● Standard - korbowody konwencjonalne stosowane we wszystkich typach silników tłokowych;
● Parowany (przegubowy) - zespół składający się z konwencjonalnego korbowodu i zamocowanego do niego przegubowo korbowodu bez głowicy korbowej, takie zespoły są stosowane w silnikach w kształcie litery V.
Konstrukcja korbowodów silnika spalinowego jest ustalona i praktycznie doprowadzona do perfekcji (w miarę możliwości dzięki nowoczesnemu rozwojowi technologii), dlatego pomimo ogromnej różnorodności silników wszystkie te części są rozmieszczone w ten sam sposób.
Korbowód jest częścią składaną (kompozytową), w której wyróżnia się trzy części:
● Pręt;
● Głowica tłoka (górna);
● Głowica korbowa (dolna) ze zdejmowaną (zdejmowaną) osłoną.
Pręt, górna głowica i połowa dolnej głowicy stanowią jedną część, wszystkie te części są formowane jednocześnie podczas produkcji korbowodu.Pokrywa dolnej głowicy jest oddzielną częścią, która jest połączona w taki czy inny sposób z korbowodem.Każda z części korbowodu ma swoje własne cechy konstrukcyjne i funkcjonalność.
Konstrukcja korbowodu
Pręt.Stanowi on podstawę korbowodu łączącego głowice i zapewniającego przeniesienie siły z denka tłoka na korbę.Długość tłoczyska określa wysokość tłoków i ich skok, a także całkowitą wysokość silnika.Aby uzyskać wymaganą sztywność, do prętów mocowane są różne profile:
● Dwuteownik z układem półek prostopadłym lub równoległym do osi głowic;
● Krzyż.
Najczęściej pręt otrzymuje profil dwuteowy z podłużnym układem półek (po prawej i lewej stronie, jeśli spojrzeć na korbowód wzdłuż osi głów), pozostałe profile są używane rzadziej.
Wewnątrz korbowodu wywiercony jest kanał umożliwiający doprowadzenie oleju z dolnej głowicy do górnej głowicy, w niektórych korbowodach wykonane są boczne wygięcia od kanału centralnego w celu rozpylenia oleju na ścianki cylindra i inne części.Na prętach dwuteowych zamiast nawierconego kanału można zastosować metalową rurkę doprowadzającą olej połączoną z prętem za pomocą metalowych wsporników.
Zwykle pręt jest oznaczony i oznaczony pod kątem prawidłowego montażu części.
Głowica tłoka.W główce wycięty jest otwór, w który wciskana jest tuleja z brązu, pełniąca rolę łożyska ślizgowego.Sworzeń tłokowy jest montowany w tulei z małą szczeliną.Aby nasmarować powierzchnie cierne sworznia i tulei, w tej ostatniej wykonuje się otwór, aby zapewnić przepływ oleju z kanału wewnątrz korbowodu.
Głowica korbowa.Głowica ta jest zdejmowana, jej dolna część wykonana jest w formie zdejmowanej pokrywy montowanej na korbowodzie.Złącze może być:
● Prosty – płaszczyzna łącznika przebiega pod kątem prostym do pręta;
● Ukośny – płaszczyzna łącznika wykonana jest pod pewnym kątem.
| Korbowód z prostym złączem pokrywy | Korbowód z ukośnym łącznikiem pokrywy |
Najpopularniejsze części z prostym złączem, korbowody ze skośnym złączem są częściej stosowane w jednostkach napędowych w kształcie litery V i silnikach Diesla, są wygodniejsze w montażu i zmniejszają wymiary jednostki napędowej.Pokrywę można przymocować do korbowodu za pomocą śrub i kołków, rzadziej stosuje się sworzeń i inne połączenia.Mogą być dwie lub cztery śruby (po dwie z każdej strony), ich nakrętki mocowane są za pomocą specjalnych podkładek zabezpieczających lub zawleczek.Aby zapewnić maksymalną niezawodność połączenia, śruby mogą mieć złożony profil i być uzupełnione o części pomocnicze (tuleje centrujące), dzięki czemu łączniki korbowodów różnych typów nie są wymienne.
Osłona może być wykonana jednocześnie z korbowodem lub oddzielnie.W pierwszym przypadku po uformowaniu korbowodu dolną głowicę dzieli się na dwie części w celu wykonania pokrywy.Aby zapewnić niezawodne połączenie i zapewnić stabilność połączenia w przypadku wystąpienia momentów poprzecznych, powierzchnie łączące korbowodu i pokrywy są profilowane (ząbkowane, z zamkiem prostokątnym itp.).Niezależnie od technologii wykonania korbowodu, otwór w dolnej głowicy jest wiercony w połączeniu z pokrywą, dlatego części te należy stosować wyłącznie parami, nie są one zamienne.Aby zapobiec parowaniu korbowodu i pokrywy, wykonuje się na nich znaczniki w postaci znaków o różnych kształtach lub liczbach.
Projektowanie korbowodów różnych typów
Wewnątrz głowicy korby zamontowane jest łożysko główne (wkładka), wykonane w postaci dwóch półpierścieni.Aby zamocować wkładki douszne, wewnątrz główki znajdują się dwa lub cztery rowki (rowki), które obejmują odpowiednie wąsy na wkładkach.Na zewnętrznej powierzchni głowicy można umieścić wylot oleju, który umożliwia natryskiwanie oleju na ścianki cylindra i inne części.
W korbowodach przegubowych nad łbem wykonany jest występ z wywierconym otworem, w który wkładany jest sworzeń dolnego łba korbowodu ciągnionego.Sam ciągniony korbowód ma urządzenie podobne do konwencjonalnego korbowodu, ale jego dolna główka ma małą średnicę i nie można jej rozdzielić.
Korbowody wykonywane są metodą tłoczenia lub kucia, istnieje jednak możliwość odlewania pokrywy dolnej głowicy.Do produkcji tych części stosuje się różne gatunki stali węglowych i stopowych, które mogą normalnie pracować pod dużymi obciążeniami mechanicznymi i termicznymi.
Zagadnienia konserwacji, naprawy i wymiany korbowodów
Korbowody podczas pracy silnika ulegają niewielkiemu zużyciu (ponieważ główne obciążenia są przenoszone przez tuleje w dolnej głowicy i tulei w górnej głowicy), a odkształcenia i awarie w nich występują albo w przypadku poważnych usterek silnika, albo w wyniku jego długotrwałe, intensywne użytkowanie.Jednak podczas wykonywania niektórych prac naprawczych konieczne jest demontaż i demontaż korbowodów, a remontowi zespołu napędowego często towarzyszy wymiana korbowodów i powiązanych części.
Demontaż, demontaż i późniejszy montaż korbowodów wymaga przestrzegania pewnych zasad:
● Osłony głowic dolnych należy montować wyłącznie na korbowody „rodzime”, pęknięcie pokrywy wymaga całkowitej wymiany korbowodu;
● Podczas montażu korbowodów należy zachować kolejność ich montażu – każdy korbowód musi znaleźć się na swoim miejscu i mieć odpowiednią orientację przestrzenną;
● Dokręcanie nakrętek lub śrub musi odbywać się z określoną siłą (za pomocą klucza dynamometrycznego).
Szczególną uwagę należy zwrócić na orientację korbowodu w przestrzeni.Zwykle na tłoczysku znajduje się znak, który po zamontowaniu na silniku rzędowym musi być skierowany w stronę jego przodu i pokrywać się z kierunkiem strzałki na tłoku.W silnikach w kształcie litery V w jednym rzędzie znak i strzałka powinny patrzeć w jednym kierunku (zwykle w lewym rzędzie), a w drugim rzędzie - w różnych kierunkach.Taki układ zapewnia zrównoważenie KShM i silnika jako całości.
W przypadku pęknięcia pokrywy, w przypadku skręcenia, ugięć i innych odkształceń, a także w przypadku zniszczenia, korbowody są całkowicie wymieniane.Nowy korbowód musi być tego samego typu i numeru katalogowego, co ten zamontowany wcześniej na silniku, ale ta część nadal musi być dobrana wagowo, aby zachować wyważenie silnika.W idealnym przypadku wszystkie korbowody i grupy tłoków silnika powinny mieć tę samą masę, ale w rzeczywistości wszystkie korbowody, tłoki, sworznie i tuleje mają różne masy (szczególnie jeśli używane są części o wymiarach naprawczych), więc części należy zważyć i uzupełnione wagowo.Masę korbowodów określa się, biorąc pod uwagę ciężar każdej z jego głów.
Demontaż, wymianę i montaż korbowodów oraz grup korbowód-tłok należy przeprowadzać ściśle według instrukcji naprawy i konserwacji pojazdu.W przyszłości korbowody nie będą wymagały specjalnej konserwacji.Przy właściwym doborze i montażu korbowodów silnik zapewni niezbędne osiągi w każdych warunkach pracy.
Czas publikacji: 05 sierpnia 2023 r