В прошлых статьях (часть1 и часть 2) мы подробно разобрали конструкции и разновидности коленчатых валов. Теперь настало время разобраться, как происходит смазка шеек вала. О самой системе смазке мы поговорим отдельно, а сейчас разберем только то, как происходит подача смазки к коренным и шатунным шейкам.
В блоке цилиндров постели коленчатого вала к каждой коренной шейки подходят масляные каналы. Через отверстие во вкладыше (подшипнике) масло под давлением подается в зазор между коренной шейкой вала и вкладышем, образовывая масляный клин.
Внутри коленчатого вала проходят масляные каналы, через которые масло попадает от коренных шеек к шатунным. Сам канал в большинстве случаев стараются сдвинуть от вершины шейки и зачастую делают на нем радиусную фаску, которую потом отполировывают.
Теперь разберем наиболее популярные схемы смазки коленчатого вала. Наиболее распространенной является следующая схема:
- В коренной шейке сверлится сквозное отверстие. В шатунной сверление происходит под наклоном до попадания в сквозное отверстие (масляный канал) коренной шейки. Данная схема расположения масляных каналов в коленчатом валу позволяет обеспечить непрерывное поступление масла к шатунным шейкам при установке нижних вкладышей без канавки. Как правило, на коленвалах рядных двигателей поступление масла к шатунным шейкам индивидуально, то есть от одной коренной шейки смазывается одна шатунная. Таким образом, получается, что одна коренная шейка остается без масляного отвода, на ней устанавливаются упорные полукольца и оба вкладыша могут не иметь проточки.
- Не менее популярной схемой смазки является схема с косым сверлением от шатунной шейки к коренной. Для непрерывной подачи масла с таким расположением масляных каналов необходимо чтобы оба вкладыша (верхний и нижний) имели проточку. Однако существуют двигатели, в которых коренные подшипники подвержены большим нагрузкам, поэтому нижний вкладыш у них ставят без проточки. В таком случае подача масла к шатунной шейке получается прерывистой. Для продления ресурса шатунных подшипников приходится очень точно подбирать расположение масляного отверстия на шейке. Расположение отверстия подбирается в зависимости от того, в каком положении находится коленчатый вал и когда подача масла для него жизненно необходима.
- В отличие от двух предыдущих схем, эта уже менее популярна. Суть здесь такова, в шатунной и коренной шейке сверлятся сквозные масляные каналы, затем косым сверлением они соединяются. Минусом данной схемы является то, что при ее реализации приходится дополнительно ставить заглушки, одну или две. Рядом с заглушкой образовывается непроточный участок, то есть, в нем нет циркуляции. В итоге это место является замечательном грязесборником. Еще сравнительно недавно это считалось плюсом, так как происходила дополнительная центробежная очистка масла. В настоящее время с появлением современных масляных фильтров, с тонкой очисткой, эта необходимость отпала. И в итоге эта стало настоящей бедой, так как грязь вычистить с этих мест достаточно проблематично, а при самостоятельном отрыве и попадании в масляный канал, она может его закупорить и привести к масляному голоданию. А так как эта грязь содержит твердые частицы, она может повредить поверхность вкладышей и шеек коленвала.
Такая схема косого сверления от шатунной шейки к коренной часто применима на коленчатых валах V – образных двигателей. Отличие состоит лишь в том, что от одной коренной шейки смазываются две шатунные.
Существуют и другие схемы смазки, они не получили должного распространения и являются скорее индивидуальными схемами для отдельных марок. Например:
- на некоторых двигателях HONDA подвод масла происходит от крышек коренных подшипников выполненных как одно целое.
- на четырех цилиндровых двигателях NISSAN подача масла к шатунным шейкам происходит только от второй и четвертой коренной шейки.
- на двигателях ALFA ROMEO можно встретить схему, где масляные каналы подведены лишь к первой, третей и пятой коренным шейкам. От них отходят каналы к шатунным. Вторая и четвертая коренная шейка получают смазку через шатунные.
- иногда можно встретить на двигателях MAZDA шатунные шейки с дополнительным смазочным отверстием.
Коленчатый вал в процессе работы подвержен циклическим нагрузкам, поэтому большое значение здесь имеет усталостная прочность. Максимально уязвимые места на коленчатом валу, где могут появиться трещины – это на щеке между шатунной и коренной шейкой. В этом месте она ослаблена проходящим внутри масляным каналом.
Как правило, коленчатый вал за исключением масляных каналов внутри не имеет полостей, но в современных двигателях для облегчения веса все чаще стали использоваться полые коленчатые валы. В таких валах полости внутри имеют сложное строение позволяющее огибать масляные каналы. Такие валы легче на 25-30%, что позволяет снизить нагрузку на подшипники. Но в то же время такие валы более подвержены деформации.
В следующей статье мы с вами поговорим о хвостовике и заднем фланце коленвала.
