W każdym tłokowym silniku spalinowym można znaleźć ogromną część mechanizmu korbowego i innych powiązanych układów - koło zamachowe.O kołach zamachowych, ich istniejących typach, budowie i zasadzie działania, a także doborze, naprawie i wymianie tych części przeczytasz w tym artykule.
Rola i miejsce koła zamachowego w silniku
Koło zamachowe (koło zamachowe) - montaż mechanizmu korbowego (KShM), sprzęgła i układu uruchamiania tłokowego silnika spalinowego;Na trzonie wału korbowego znajduje się metalowa tarcza o dużej masie z kołem koronowym, która zapewnia stabilną pracę silnika dzięki akumulacji, a następnie zwrotowi energii kinetycznej.
Praca tłokowych silników spalinowych jest nierównomierna - w każdym z cylindrów wykonywane są cztery suwy w dwóch obrotach wału, a w każdym suwie prędkość tłoka jest inna.Aby wyeliminować nierównomierny obrót wału korbowego, te same skoki w różnych cylindrach są rozłożone w czasie, a do KShM wprowadza się dodatkową jednostkę - koło zamachowe wykonane w postaci masywnego metalowego koła zamocowanego z tyłu wału korbowego.
Koło zamachowe rozwiązuje kilka kluczowych zadań:
● Zapewnienie równomierności prędkości kątowej wału korbowego;
● Zapewnienie usunięcia tłoków z martwych punktów;
● Przeniesienie momentu obrotowego z wału korbowego na mechanizm sprzęgła, a następnie na skrzynię biegów;
● Przeniesienie momentu obrotowego z przekładni rozrusznika na wał korbowy podczas uruchamiania zespołu napędowego;
● Niektóre rodzaje części to tłumienie drgań skrętnych i wibracji, odsprzęganie KShM i przeniesienie napędu pojazdu.
Część ta dzięki swojej znacznej masie akumuluje energię kinetyczną uzyskaną podczas suwu roboczego i przekazuje ją wałowi korbowemu na pozostałych trzech suwach - zapewnia to zarówno wyrównanie i stabilność prędkości kątowej wału korbowego, jak i wycofanie tłoków od TDC i TDC (ze względu na pojawiające się siły bezwładności).Również za pośrednictwem koła zamachowego silnik komunikuje się ze skrzynią biegów samochodu i przenoszeniem momentu obrotowego z przekładni rozrusznika elektrycznego na wał korbowy podczas uruchamiania silnika.Koło zamachowe ma kluczowe znaczenie dla normalnej pracy pojazdu, dlatego w przypadku jego nieprawidłowego działania należy jak najszybciej dokonać naprawy lub całkowitej wymiany.Ale przed rozpoczęciem prac naprawczych należy zrozumieć istniejące typy, konstrukcje i cechy kół zamachowych nowoczesnych silników spalinowych.
Zespół koła zamachowego z wałem korbowym silnika
Rodzaje i budowa kół zamachowych
W nowoczesnych silnikach stosuje się koła zamachowe o różnych konstrukcjach, ale najbardziej rozpowszechnione są trzy typy tych części:
● Stałe;
● Lekki;
● Tłumik (lub dwumasowy).
Najprostsze urządzenie ma solidne koła zamachowe, które są stosowane w większości tłokowych silników spalinowych - od małych samochodów po najmocniejsze silniki przemysłowe, wysokoprężne i morskie.Podstawą projektu jest żeliwna lub stalowa tarcza o średnicy 30-40 cm lub większej, pośrodku której znajduje się gniazdo do montażu na trzonku wału korbowego, a na obwodzie dociskana jest korona.Gniazdo wału korbowego jest zwykle wykonane w postaci przedłużenia (piasty), w środku którego znajduje się otwór o dużej średnicy, a na obwodzie 4-12 lub więcej otworów na śruby, przez które koło zamachowe jest zamocowany na kołnierzu trzonu wału.Na zewnętrznej powierzchni koła zamachowego znajduje się miejsce do montażu sprzęgła oraz uformowana jest pierścieniowa podkładka stykowa dla tarczy napędzanej sprzęgła.Na obwodzie koła zamachowego wciśnięte jest stalowe koło koronowe, przez które w momencie rozruchu przekazywany jest moment obrotowy z koła rozrusznika na wał korbowy.
Zwykle w produkcji koło zamachowe jest wyważane, aby zapobiec biciu podczas pracy silnika.Podczas wyważania w różnych miejscach koła zamachowego nadmiar metalu jest usuwany (wiercenie), a w celu wyważenia w określonej pozycji instalowane jest sprzęgło i inne części (jeśli są przewidziane).W przyszłości orientacja koła zamachowego i sprzęgła nie powinna się zmieniać, w przeciwnym razie nastąpi brak równowagi, który jest niebezpieczny dla wału korbowego i całego silnika.
Lekkie koła zamachowe mają podobną konstrukcję, ale wykonano w nich okna o różnych kształtach i rozmiarach, aby zmniejszyć wagę.Pobieranie próbek metalu z koła zamachowego w celu zmniejszenia jego masy zwykle wykonuje się w celu dostrojenia i wzmocnienia silnika.Zainstalowanie takiego koła zamachowego nieco zmniejsza stabilność jednostki napędowej w trybach przejściowych, ale zapewnia szybki zestaw maksymalnych prędkości i ogólnie ma pozytywny wpływ na charakterystykę mocy.Jednak montaż lekkiego koła zamachowego można przeprowadzić tylko równolegle z wykonywaniem innych prac związanych z dostrajaniem / wzmacnianiem silnika.
Koła zamachowe dwumasowe mają znacznie bardziej złożoną konstrukcję - obejmują tłumiki drgań skrętnych oraz amortyzatory różniące się konstrukcją i zasadą działania.W najprostszym przypadku jednostka ta składa się z dwóch tarcz (podrzędnej i głównej), pomiędzy którymi znajduje się tłumik drgań skrętnych - jedna lub więcej łukowych (zwiniętych w pierścień lub zakrzywionych łukiem) skręconych sprężyn.W bardziej skomplikowanych konstrukcjach pomiędzy tarczami znajduje się pewna liczba kół zębatych, które pełnią funkcję przekładni planetarnej, a liczba sprężyn może sięgać kilkunastu lub więcej.Dwumasowe koło zamachowe, podobnie jak konwencjonalne, jest zamontowane na trzonie wału korbowego i utrzymuje sprzęgło.
Lekkie koło zamachoweft
Konstrukcja koła zamachowego dwumasowego
Koło zamachowe amortyzatora działa po prostu.Tarcza napędowa połączona jest bezpośrednio z kołnierzem wału korbowego, odbierając od niej moment obrotowy, a także wszelkie drgania, drgania i wstrząsy występujące w warunkach przejściowych.Moment obrotowy z tarczy napędowej na urządzenie podrzędne przenoszony jest za pośrednictwem sprężyn, ale ze względu na swoją elastyczność pochłaniają one znaczną część drgań, wstrząsów i wibracji, czyli pełnią funkcje tłumika.W wyniku tego odsprzęgnięcia napędzana tarcza oraz połączone z nią sprzęgło i przekładnia obracają się bardziej równomiernie, bez drgań i wibracji.
Obecnie dwumasowe koła zamachowe, pomimo swojej skomplikowanej konstrukcji i stosunkowo wysokiego kosztu, coraz częściej montowane są w silnikach samochodów osobowych i ciężarowych.Rosnąca popularność tych części wynika z ich lepszej jakości pracy i ochrony przekładni przed negatywnymi wpływami ze strony jednostki napędowej.Jednakże koła zamachowe o solidnej konstrukcji, ze względu na swoją cenę, niezawodność i prostotę, są bardzo szeroko stosowane w samochodach budżetowych, większości ciągników, ciężarówek i innego sprzętu.
Problemy z wyborem koła zamachowego, jego wymianą i konserwacją
Podczas pracy silnika koło zamachowe poddawane jest znacznym obciążeniom mechanicznym, dlatego z biegiem czasu pojawiają się w nim różnego rodzaju awarie - pęknięcia, zużycie powierzchni styku z tarczą napędzaną sprzęgła, zużycie i pękanie zębów koronowych, odkształcenia a nawet całkowite zniszczenie (podlegają temu części żeliwne).Wadliwe działanie koła zamachowego objawia się wzrostem poziomu wibracji i hałasu podczas pracy silnika, pogorszeniem się stanu sprzęgła, pogorszeniem lub niemożnością uruchomienia silnika za pomocą rozrusznika (z powodu zużycia wieńca zębatego) itp.
Najczęściej w kołach zamachowych o solidnej konstrukcji przyczyną problemu jest koło koronowe, a także pęknięcia i awarie samej tarczy.W normalnym stanie koła zamachowego koronę można wymienić, do wymiany należy przyjąć część tego samego typu i modelu, która stała wcześniej.W razie potrzeby można zastosować koronę o innej liczbie zębów, jednak nie zawsze taka wymiana jest możliwa.Demontaż korony odbywa się najczęściej mechanicznie – poprzez uderzenia młotkiem w dłuto lub inne narzędzie.Montaż nowej korony odbywa się wraz z jej podgrzaniem - z powodu rozszerzalności cieplnej część z łatwością wpadnie na swoje miejsce, a po schłodzeniu zostanie bezpiecznie zamocowana na kole zamachowym.
W kołach zamachowych amortyzatora często występują bardziej złożone awarie - pęknięcie lub całkowite zniszczenie sprężyn łukowych, zużycie łożysk, zużycie części trących tarcz itp. W większości przypadków dwumasowego koła zamachowego nie można naprawić, ale wymienia się je w zespole .W niektórych sytuacjach możliwa jest wymiana korony i łożysk, jednak lepiej powierzyć te prace specjalistom.Diagnostykę koła zamachowego amortyzatora przeprowadza się zarówno na silniku, jak i na zdemontowanej części.Przede wszystkim sprawdzany jest kąt odchylenia napędzanego koła zamachowego i luz, jeśli kąt jest zbyt duży lub wręcz przeciwnie, koło zamachowe jest zakleszczone, część należy wymienić.
Wszelkie prace diagnostyczne i wymianę koła zamachowego należy wykonywać zgodnie z instrukcją naprawy i konserwacji pojazdu.Aby uzyskać dostęp do części, w większości przypadków konieczny jest demontaż skrzyni biegów i sprzęgła, co wiąże się z dodatkowym czasem i wysiłkiem.Instalując nowe koło zamachowe, należy zwrócić uwagę na orientację sprzęgła, a także zastosować określone rodzaje elementów złącznych i, jeśli to konieczne, rodzaje smarów.Jeśli koło zamachowe zostanie wybrane i wymienione prawidłowo, silnik i skrzynia biegów będą działać niezawodnie, pewnie wykonując swoje funkcje.
Czas publikacji: 13 lipca 2023 r