Kľukový hriadeľ - základ piestového motora

Samozrejme, každý počul o kľukovom hriadeli. Pravdepodobne však nie každý motorista jasne chápe, čo to je a na čo to je. A niektorí ani poriadne nevedia, ako vyzerá a kde je. Medzitým je to najdôležitejšia časť, bez ktorej nie je možná normálna prevádzka piestového spaľovacieho motora (ICE). 

Treba poznamenať, že táto časť je dosť ťažká a drahá a jej výmena je veľmi problematická záležitosť. Preto sa inžinieri neprestávajú snažiť vytvárať alternatívne ľahké spaľovacie motory, v ktorých by sa človek zaobišiel bez kľukového hriadeľa. Existujúce možnosti, napríklad motor Frolov, sú však stále príliš surové, takže je príliš skoro hovoriť o skutočnom použití takejto jednotky.

Menovanie

Kľukový hriadeľ je neoddeliteľnou súčasťou kľúčovej zostavy spaľovacieho motora - kľukového mechanizmu (KShM). Súčasťou mechanizmu sú aj ojnice a časti skupiny valec-piest. 

Pri spaľovaní zmesi vzduchu a paliva vo valci motora vzniká vysoko stlačený plyn, ktorý počas fázy silového zdvihu tlačí piest do dolnej úvrate. 

Ojnica je na jednom konci pripojená pomocou piestneho čapu k piestu a na druhom konci k čapu ojnice kľukového hriadeľa. Možnosť spojenia s hrdlom poskytuje odnímateľná časť ojnice, nazývaná uzáver. Pretože čap ojnice je posunutý vzhľadom na pozdĺžnu os hriadeľa, keď ho ojnica tlačí, hriadeľ sa otáča. Ukázalo sa niečo, čo pripomína otáčanie pedálov bicykla. Vratný pohyb piestov sa teda premieňa na otáčanie kľukového hriadeľa. 

Na jednom konci kľukového hriadeľa - drieku - je namontovaný zotrvačník, proti ktorému je pritlačený. Cez ňu sa krútiaci moment prenáša na vstupný hriadeľ prevodovky a následne cez prevodovku na kolesá. Masívny zotrvačník navyše svojou zotrvačnosťou zabezpečuje rovnomerné otáčanie kľukového hriadeľa v intervaloch medzi pracovnými zdvihmi piestov. 

Na druhý koniec hriadeľa - nazýva sa to špička - umiestnia ozubené koleso, cez ktoré sa otáčanie prenáša na vačkový hriadeľ, a to zase riadi činnosť mechanizmu distribúcie plynu. Rovnaký pohon v mnohých prípadoch spúšťa aj vodné čerpadlo. Tu sú zvyčajne remenice na pohon pomocných jednotiek - čerpadlo posilňovača riadenia (), generátor, klimatizácia. 

dizajn

Každý špecifický kľukový hriadeľ môže mať svoje vlastné konštrukčné prvky. Napriek tomu sa dajú rozlíšiť prvky spoločné pre všetkých.

Tie časti, ktoré sú na hlavnej pozdĺžnej osi hriadeľa, sa nazývajú hlavné čapy (10). Pri inštalácii do kľukovej skrine motora na nich spočíva kľukový hriadeľ. Na montáž sa používajú klzné ložiská (vložky).

Ojničné čapy (6) sú rovnobežné s hlavnou osou, ale sú voči nej posunuté. Zatiaľ čo rotácia hlavných čapov prebieha striktne pozdĺž hlavnej osi, kľukové čapy sa pohybujú v kruhu. Ide o rovnaké kolená, vďaka ktorým diel dostal svoj názov. Slúžia na spojenie ojníc a cez ne prijímajú vratné pohyby piestov. Používajú sa tu aj klzné ložiská. Počet čapov ojnice sa rovná počtu valcov v motore. Aj keď v motoroch tvaru V, dve ojnice často spočívajú na jednom hlavnom čape.

Na kompenzáciu odstredivých síl generovaných otáčaním kľukových čapov majú vo väčšine prípadov, aj keď nie vždy, protizávažia (4 a 9). Môžu byť umiestnené na oboch stranách krku alebo len na jednej. Prítomnosť protizávaží zabraňuje deformácii hriadeľa, čo môže spôsobiť nesprávnu činnosť motora. Časté sú prípady, keď ohnutie kľukového hriadeľa dokonca vedie k jeho zaseknutiu.

Takzvané lícnice (5) spájajú hlavný a ojničný čap. Pôsobia tiež ako dodatočné protizávažia. Čím väčšia je výška líc, tým ďalej od hlavnej osi sú ojničné čapy, a teda vyšší krútiaci moment, ale nižšie maximálne otáčky, ktoré je motor schopný vyvinúť.

Na drieku kľukového hriadeľa je príruba (7), ku ktorej je pripevnený zotrvačník.

Na opačnom konci je sedlo (2) pre hnacie koleso vačkového hriadeľa (rozvodový remeň).

V niektorých prípadoch je na jednom konci kľukového hriadeľa pripravený prevod na pohon pomocných jednotiek.

Kľukový hriadeľ je uložený v kľukovej skrini motora na dosadacích plochách pomocou hlavných ložísk, ktoré sú zhora upevnené krytmi. Prítlačné krúžky v blízkosti hlavných čapov neumožňujú pohyb hriadeľa pozdĺž jeho osi. Zo strany špičky a drieku hriadeľa v kľukovej skrini sú olejové tesnenia. 

Na privádzanie maziva do hlavných a ojničných čapov majú špeciálne olejové otvory. Prostredníctvom týchto kanálikov sú mazané takzvané vložky (klzné ložiská), ktoré sú umiestnené na hrdloch.

Производство

Na výrobu kľukových hriadeľov sa používajú vysokopevnostné ocele a špeciálne druhy liatiny s prídavkom horčíka. Oceľové hriadele sa zvyčajne vyrábajú lisovaním (kovaním) s následným tepelným a mechanickým spracovaním. Na zabezpečenie dodávky maziva sú vyvŕtané špeciálne olejové kanály. V záverečnej fáze výroby je dielec dynamicky vyvážený, aby sa kompenzovali odstredivé momenty, ktoré vznikajú pri otáčaní. Hriadeľ je vyvážený a tým sú pri otáčaní vylúčené vibrácie a údery.

Liatinové výrobky sa vyrábajú vysoko presným odlievaním. Liatinové hriadele sú lacnejšie a tento spôsob výroby uľahčuje vytváranie otvorov a vnútorných dutín.

V niektorých prípadoch môže mať kľukový hriadeľ skladaciu konštrukciu a pozostávať z niekoľkých častí, ale takéto časti sa v automobilovom priemysle prakticky nepoužívajú, s výnimkou motocyklov. 

Aké problémy môžu nastať s kľukovým hriadeľom

Kľukový hriadeľ je jednou z najviac namáhaných častí auta. Zaťaženia sú prevažne mechanického a tepelného charakteru. Navyše negatívne pôsobia agresívne látky, napríklad výfukové plyny. Preto aj napriek vysokej pevnosti kovu, z ktorého sú kľukové hriadele vyrobené, podliehajú prirodzenému opotrebovaniu. 

Zvýšené opotrebovanie je uľahčené zneužívaním vysokých otáčok motora, používaním nevhodných mazív a vo všeobecnosti zanedbávaním pravidiel technickej prevádzky.

Vložky (najmä hlavné ložiská), ojnica a hlavné čapy sa opotrebúvajú. Je možné ohýbať hriadeľ s odchýlkou ​​od osi. A keďže sú tu tolerancie veľmi malé, aj mierna deformácia môže narušiť normálnu prevádzku pohonnej jednotky až po zaseknutie kľukového hriadeľa. 

Problémy spojené s vložkami („prilepenie“ na krk a odieranie krku) tvoria leví podiel na všetkých poruchách kľukového hriadeľa. Najčastejšie sa vyskytujú v dôsledku nedostatku oleja. V prvom rade treba v takýchto prípadoch skontrolovať mazací systém – olejové čerpadlo, filter – a vymeniť olej.

Vibrácie kľukového hriadeľa sú zvyčajne spôsobené zlým vyvážením. Ďalšou možnou príčinou môže byť nerovnomerné spaľovanie zmesi vo valcoch.

Niekedy sa môžu objaviť trhliny, ktoré nevyhnutne skončia zničením hriadeľa. Príčinou môže byť továrenská chyba, ktorá je veľmi zriedkavá, ako aj nahromadené napätie kovu alebo nerovnováha. Je vysoko pravdepodobné, že príčinou prasklín je náraz lícujúcich častí. Prasknutý hriadeľ nie je možné opraviť.

Toto všetko treba zvážiť pred výmenou alebo opravou kľukového hriadeľa. Ak nenájdete a neodstránite príčiny problémov, v blízkej budúcnosti sa bude musieť všetko zopakovať.

Výber, výmena, oprava

Ak chcete získať kľukový hriadeľ, musíte demontovať motor. Potom sa odstránia hlavné ložiskové uzávery a ojnice, ako aj zotrvačník a prítlačné krúžky. Potom sa odstráni kľukový hriadeľ a vykoná sa jeho odstraňovanie problémov. Ak bola časť predtým opravená a všetky rozmery opravy už boli vybraté, bude potrebné ju vymeniť. Ak to stupeň opotrebenia umožňuje, hriadeľ sa vyčistí, pričom sa osobitná pozornosť venuje olejovým otvorom a potom sa pristúpi k oprave.

Opotrebenie na povrchu krčkov sa eliminuje brúsením na vhodný opravný rozmer. Tento proces zďaleka nie je taký jednoduchý, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať, a vyžaduje špeciálne vybavenie a primeranú kvalifikáciu majstra.

Hoci po takomto spracovaní dielec podlieha povinnému opätovnému dynamickému vyváženiu, oprava kľukového hriadeľa sa často obmedzuje len na brúsenie. V dôsledku toho môže nevyvážený hriadeľ po takejto oprave vibrovať, zatiaľ čo sedadlá sú zlomené, tesnenia sú uvoľnené. Možné sú aj ďalšie problémy, ktoré v konečnom dôsledku vedú k nadmernej spotrebe paliva, poklesu výkonu a nestabilnej prevádzke jednotky v určitých režimoch. 

Nie je nezvyčajné, aby sa ohnutý hriadeľ narovnal, ale odborníci sa zdráhajú podstúpiť túto prácu. Rovnanie a vyvažovanie je veľmi pracný a nákladný proces. Úprava kľukového hriadeľa je navyše spojená s rizikom zlomeniny. Preto je vo väčšine prípadov ľahšie a lacnejšie vymeniť deformovaný kľukový hriadeľ za nový.

Pri výmene musíte nainštalovať presne rovnakú časť alebo prijateľný analóg, inak sa nedá vyhnúť novým problémom.

Lacný nákup ojazdeného kľukového hriadeľa je akousi sviňou v žite, o ktorej nikto nevie, ako to nakoniec dopadne. V lepšom prípade je trochu opotrebovaný, v horšom má vady, ktoré nie sú viditeľné.

Kúpou nového od dôveryhodného predajcu si môžete byť istí jeho kvalitou. Čínsky internetový obchod môže ponúknuť rôzne ďalšie komponenty vášho auta za rozumné ceny.

Nezabudnite tiež, že pri inštalácii nového kľukového hriadeľa nezabudnite vymeniť ojnicu a hlavné ložiská, ako aj olejové tesnenia.

Po výmene kľukového hriadeľa musí byť motor zabehnutý od dvoch do dva a pol tisíc kilometrov v šetrnom režime a bez náhlych zmien otáčok.