Радиус кривошипа: определение и расчет

Просто о сложном: что заставляет двигатель работать?

В скольких десятках статей мы с вами, друзья, обсуждали нюансы работы двигателя внутреннего сгорания. ГРМ, форсунки, зажигание, выпуск. Но не разбирали главного: а как это всё взаимосвязано, так сказать, глобально? Как работает ДВС в принципе? За счёт чего он «крутится» и не останавливается, пока не повернёшь ключ? Вот сегодня и рассмотрим этот коренной момент. Да, в сети есть гигатонны статей на эту тему, но они, на мой взгляд, по большей части занудны и не всегда понятны. Я же попробую рассказать «на пальцах», как всегда. Ну и анимация нам в помощь.

Что двигается внутри?

Есть некая идеально-выточенная (до тысячных долей миллиметра) «труба». Это цилиндр

(что очевидно по геометрической форме). В него очень плотно вставляется цилиндрическая же подвижная часть — это поршень. Поршень непрерывно и циклически передвигается вверх-вниз по своей «трубе», и будучи связан некой палкой на двух осях сколенчатым валом , вращает его. Палка называетсяшатун , и превращает возвратно-поступательное движение поршня (то есть вверх-вниз) во вращательное движение коленчатого вала (по кругу).

Наверху, над поршнями, есть два вала называемых распределительными

. Они «намертво» связаны с коленчатым валом цепью или ремнём, и вращаются всегда одновременно с ним. Задача распредвалов — вовремя открывать и закрывать клапаны над поршнями. Зачем нужны клапаны? Об этом далее.

За счёт чего двигаются поршни?

Чтобы толкнуть поршень вниз — то есть, заставить его надавить на шатун и провернуть коленчатый вал (коленвал) — необходима некая сила, которая вынудит его это сделать. В случае с двигателем внутреннего сгорания, это химическая энергия горения топлива, преобразуемая в механическую энергию движения поршней и всего остального. Но я обещал просто. Итак, что происходит в цилиндрах.

1)

Сначала в цилиндр (для упрощения считаем его полностью герметичным) нужно добавить то, что будет гореть. Конечно, это топливо (в нашем случае бензин). Но ни один бензин не будет гореть в безвоздушной среде. Необходим окислитель — кислород, содержащийся в воздухе. Значит, подаём в цилиндр смесь бензина и воздуха. На этом этапе у нас открытвпускной клапан , откуда эта гремучая смесь и поступает. При этом цилиндр движется вниз, буквально засасывая эту смесь через клапан (как шприц воду, или тот же воздух). Этот такт называетсявпуск .

2)

Отлично, взрывоопасная смесь в цилиндре! Но поршень-то уже внизу, а чтобы он начал «давить» на коленвал через шатун, он должен быть наверху! Да. Поэтому, за счёт движения других цилиндров (они обычно работают парно и асинхронно: два вверху, два внизу) и за счёт инерции вращения тяжеленногомаховика , поршень снова идёт вверх. При этом, впускной клапан закрывается. Получается, что поршень, двигаясь вверх, сжимает топливовоздушную смесь в цилиндре. При этом она, по всем законам физики, ещё и нагревается. Этот такт называетсясжатие . Всё логично и не так сложно, не правда ли?

Кинематика привода коленчатого вала

Кинематика привода коленчатого вала (для одного цилиндра) может быть определена из геометрического расположения осей поршня и поршневого пальца, шатуна и коленчатого вала (радиус коленчатого вала равен половине рабочего хода поршня) (см. рис. «Кривошипно-шатунный механизм поршневого двигателя» ).

Если ход поршня х в верхней мертвой точке принять равным нулю, при радиусе кривошипа r и длине шатуна l получаем (см. рис. «Разложение на составляющие силы воздействующей на поршень» ):

х = r ( 1 — cosa) + l (1 — cosβ),

где:

r·sina = l·sinβ и λ = r/l.

Получаем следующее:

x = r (1 — cosa + 1/λ (1- √‾1-λ2·sin2a))

Некоторые производители применяют компо­новку со смещенным поршневым пальцем. За счет изменения положения поршня и в зави­симости от положения шатуна можно ожидать снижения трения и уровня шума. Смещение может осуществляться путем сдвига поршне­вого пальца относительно центрального поло­жения или смещения коленчатого вала.

Если принять смещение для положительных углов поворота коленчатого вала положи­тельным и ввести величину

δ = смещение / длина шатуна

это дает следующее соотношение для хода поршня:

x=r (1 — cosa + 1/λ (1- √‾1-(λ·sina-δ)2).

На рис. «График зависимости положения поршня от угла поворота коленчатого вала» показано влияние отношения хода поршня к длине шатуна и смещения. Однако различия по сравнению с нормальными зна­чениями смещения в миллиметровом диапа­зоне (δ< 0,04), заметно меньше.

Преобразуя корневую функцию в ряд Тэйлора (при значениях хода около х = 0: в ряд Маклорена) и заменяя степени тригоно­метрических функций полигармоническими функциями, можно получить следующее вы­ражение:

х = r(1+1/4·λ+3/64·λ3+…- cosa-(1/4λ+3/64·λ3+…)cos2a+(3/64·λ3+…)cos4a+…)

Это выражение демонстрирует присутствие высших гармоник, обусловленных кинематикой привода коленчатого вала, которые также назы­ваются колебаниями двигателя высшего порядка (кратные частоты вращения коленчатого вала).

Поскольку нормальные значения λ состав­ляют около 0,3, членами λ высшего порядка можно пренебречь и в дальнейших расчетах ис­пользовать следующее упрощенное выражение:

х = r( 1 +  1/4λ — cosа —   1/4λ · cos2а) .

Однако это упрощение не может быть ис­пользовано, если необходимо выполнить детальный анализ вибрации и резонанса.

Из упрощенного уравнения получаются следующие соотношения для скорости поршня v и ускорения поршня а, где была введена угловая скорость da/dt=ω= 2πn (п частота вращения):

v = rω (sin а + λ/2 · sin2а)

а = rω2 (cosa + λ·cos2а).

Здесь также имеют место высшие гармоники, которые не следует игнорировать при иссле­довании явлений резонанса.

Устройство автомобиля

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем:

• кривошипно-шатунный механизм (КШМ);
• газораспределительный механизм (ГРМ);
• система охлаждения;
• смазочная система;
• система питания;
• система зажигания (в карбюраторном двигателе);
• система электрического пуска двигателя.

В поршневом ДВС (рис. 1) преобразование энергии происходит в замкнутом объеме, который образован цилиндром, крышкой (головкой) цилиндра и поршнем. В карбюраторном двигателе горючая смесь вводится в цилиндр через впускной клапан, смешиваясь с остатками отработавших газов — образует рабочую смесь, которая сжимается поршнем и воспламеняется. Образовавшиеся при сгорании газы перемещают поршень, который через шатун передает усилие на кривошип коленчатого вала, поворачивая его вокруг оси. Отработавшие газы вытесняются при обратном движении поршня через выпускной клапан. Таким образом, тепловая энергия преобразуется в механическую, а возвратно-поступательное движение — во вращательное как наиболее удобный для трансформации вид движения.

Рис. 1. Схема четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — штанга; 6 — впускной клапан; 7 — коромысло; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — поршневые кольца; 11 — шатун; 12 — коленчатый вал; 13 — поддон

При вращении коленчатого вала поршень дважды за один оборот останавливается и меняет направление движения.

Основные параметры двигателей

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня (рис. 2).

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки.

Ход поршня S — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).

Рис. 2. Основные положения кривошипно-шатунного механизма: а — ВМТ; б — НМТ; Vc — объем камеры сгорания; Vh — рабочий объем цилиндра; D — диаметр цилиндра; S — ход поршня

Ход поршня S и диаметр D цилиндра обычно определяют размеры двигателя.

Такт — часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня.

Объем камеры сгорания — объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра объем пространства, освобождаемого поршнем при перемещении его от ВМТ к НМТ.

Полный объем цилиндра — объем пространства над поршнем при нахождении его в НМТ. Очевидно, что полный объем цилиндра равен сумме рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания.

Степень сжатия ε — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Индикаторная мощность Ni, мощность, развиваемая газами в цилиндре.

Эффективная (действительная) мощность Ne — мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя. Эффективная мощность Ne меньше индикаторной Ni, так как часть последней затрачивается на трение и на приведение в движение вспомогательных механизмов. Эта мощность называется мощностью механических потерь Nм.

Механический КПД (коэффициент полезного действия) двигателя ηм — отношение эффективной мощности к индикаторной:

Индикаторный КПД ηi, представляет собой отношение теплоты Qi эквивалентной индикаторной работе, ко всей теплоте Q, введенной в двигатель с топливом.

Эффективный КПД ηе — отношение количества теплоты Q2, превращенного в механическую работу на валу двигателя, ко всему количеству теплоты Q1, подведенному в процессе работы.

Среднее эффективное давление ре — произведение среднего индикаторного давления рi (давление, действующее на поршень в течение одного хода поршня) на механический КПД ηм.

Удельный индикаторный расход топлива qi — количество топлива, расходуемого в двигателе для получения в течение 1 ч индикаторной мощности 1 кВт.

Удельный эффективный расход топлива ge — количество топлива, которое расходуется в двигателе для получения в течение 1 ч 1 кВт эффективной мощности.

Способы изгиба труб ПНД

Все технологии, с помощью которых сгибают полиэтиленовые трубы, основаны на свойствах этого полимера. Под воздействием высокой температуры он размягчается и принимает нужную форму. В качестве нагревательного оборудования применяют формовочную машину или строительный фен. Можно также воспользоваться подручными средствами и изготовить приспособление для размягчения и деформации полимера в виде спирали из медной проволоки.

Изгиб трубы с помощью спирали из медной проволоки

Для получения заготовок нужной длины используют специальный инструмент для резки ПНД труб.

Сгибание труб с применением формовочной машины

Сначала подготавливают оправу из плиты ДВП, учитывая диаметр деформируемой трубы и ее длину. Оправа служит для надежного закрепления заготовки и предохраняет ее от появления сколов, вмятин и других повреждений. Затем выполняют следующие операции:

1. используя формовочную машину, изготавливают оболочку из силикона;
2. вставляют полимерную трубу в оболочку и закрепляют ее в оправе из ДВП;
3. полученную конструкцию фиксируют в формовочной машине;
4. после нагрева полимера и его размягчения производят изгиб трубы ПНД, при этом она принимает форму оправы;
5. охлаждают заготовку в течение 10 минут, снимают ее и оставляют до полного застывания.

Схема гнутья трубы на трубогибном станке

Поверхность оправы из ДСП следует тщательно отшлифовать с помощью наждачной бумаги и устранить неровности и другие дефекты. Это защитит поверхность пластика от повреждений.

Технология сгибания труб с помощью строительного фена

При отсутствии формовочной машины в качестве нагревательного устройства можно использовать газовую горелку или строительный фен. Сначала также из древесноволокнистой плиты сооружают шаблон нужной формы, но затем технология несколько меняется.

Рассмотрим, как согнуть трубу ПНД с помощью строительного фена. Эта операция выполняется следующим образом:

1. намечают на поверхности место изгиба и наводят на него нагревательный прибор;
2. вращают трубу вокруг своей оси для равномерного прогревания;
3. после размягчения полимера заготовку помещают на подготовленный шаблон и постепенно изгибают под нужным углом, следя при этом, чтобы материал не разорвался в точке деформации;
4. оставляют трубу на формовочном каркасе до полного ее охлаждения;
5. снимают полученный элемент трубопровода и монтируют его в нужном месте.

При нагревании трубы необходимо следить за расположением оборудования. При слишком большой удаленности горелки или фена и недостаточном размягчении полимера заготовка при сгибании может деформироваться, а при близком воздействии возникает вероятность воспламенения материала.

Применяем строительный фен

Если радиус изгиба ПНД трубы не соответствует требуемому значению, то желательно дождаться ее полного охлаждения и заново повторить все действия. Попытка изменения конфигурации до затвердения полимера может привести к необратимой деформации заготовки.

В процессе изготовления шаблона следует исключить слишком резкие изгибы и заранее правильно рассчитать необходимые повороты.

Введите значения H и h в миллиметрах

Не забывайте, что для гибки профилей необходим технологический припуск от 500 до 1000 мм. на заготовку.

Вы можете скачать ПК версию гибочного калькулятора по этой ссылке.

140030, МО, Люберецкий район, пос. Малаховка, Касимовское шоссе, д. 3Г

Право собственности ООО «ПК РАДИУС» 2002–2017. Все права защищены.

Калькулятор рассчитывает глубину прогиба профиля трубогибом или гибочным станком для получения заданных параметров.

Статья написана в ответ на запрос пользователя, который хотел вычислять глубину прогиба профиля ведущим валом, для получения изогнутой трубы с заданными параметрами. До запроса я даже и не знал, что есть специальные машины для холодной гибки труб. Причем бывают как и промышленные гибочные станки, так и ручные гидравлические трубогибы.

Все они действуют по одному принципу, который можно понять, посмотрев на картинку.

Профиль (труба) укладывается между валиками, затем центральный валик с усилием прогибает профиль, и дальше оставшийся кусок прокатывается через станок.

С моей дилетантской точки зрения, процесс выглядит примерно так

Или, если совместить:

Собственно, интересует вопрос — насколько надо прогнуть трубу, то есть опустить ведущий вал, чтобы после прокатки всего отрезка профиля получить заданный изгиб? Изгиб трубы, очевидно, задается радиусом. Но, как показал запрос пользователя, параметры могут быть заданы не только радиусом, но и длиной и высотой хорды, если надо получить арку. Здесь нам пригодится калькулятор, который по заданной длине (C) и высоте хорды (h) рассчитывает длину требуемого отрезка (L) и радиус окружности (R) — смотри рисунок.

Параметры сегмента по хорде и высоте

Подробности и формулы смотри здесь — Сегмент круга

Идем дальше. Итак, нам нужно получить глубину прогиба зная радиус, расстояние между ведомыми валиками, радиус валиков и размеры профиля. Перерисуем совмещенный рисунок, добавив несколько нужных линий, и убрав все ненужные.

Точка B — центр нашей окружности

Обратите внимание, что расчет идет по внешнему по отношению к изгибу краю профиля. Поскольку радиус по высоте и ширине хорды скорее всего будет рассчитываться по оси профиля, к полученному радиусу надо прибавить радиус профиля так, чтобы получить радиус внешнего края профиля. Дальше в ход идет геометрия

Из расстояния AC и расстояния AB находим угол ABD

Дальше в ход идет геометрия. Из расстояния AC и расстояния AB находим угол ABD.

При монтаже трубопроводов из различного вида материалов его изгиб позволяет уменьшить количество разборных или сварных соединений, понижающих надежность магистрали. При проведении трубогибочных работ полезно знать допустимый радиус гиба трубы, обеспечивающий безопасность и надежную эксплуатацию трубопроводной системы в соответствии с технической документацией.

Чаще всего изгибаемые трубы выполнены из стали и коррозионно-стойких металлов: нержавейки, меди, алюминия, латуни, при устройстве бытовых систем отопления и водопроводов изгибают изделия из пластика и металлопластика. Методы сгибания труб по радиусу различны в зависимости от материала их изготовления и могут быть выполнены ручным или электромеханическим способом на специальных станках.

Рис. 1 Углы гиба медных труб и изделий из латуни

Расчет минимального диаметра при заданной длине

Для приблизительных расчетов радиуса изгиба потребуются две жесткие линейки 30 и 50-сантиметровой длины (их выбор зависит от величины изгиба). Порядок действий выглядит так:

• Сначала замеряется радиус сгиба уже сформованной трубы, который нужно скопировать на исходную заготовку.
• При измерении сильного загиба берется линейка на 30 см и прикладывается к концам изогнутой трубы, после чего замеряется расстояние между ней и серединой заготовки.
• При малом изгибе (большей длине трубы) эти же операции проделываются с линейкой на 50 см, как это показано на приведенном ниже фото.

Снятие данных для расчета А – интервал (просвет), мм.

D – диаметр дуги, мм.

R – радиус, на который предполагается загнуть трубу, мм.

Для понимания, что такое искомый параметр R следует ориентироваться на фото ниже по тексту, где приведен образец уже загнутой заготовки.

Исходя из полученных при измерениях данных, далее нужно подобрать подходящий по величине показатель радиуса (диаметра) дуги, значения которых можно найти в специально подготовленных таблицах. Они размещены в источниках в интернете (где учтены различные варианты предварительных измерений).

Какие детали двигателя определяют ход поршня?

Ход поршня — это расстояние между верхней и нижней мертвыми точками поршня. Он определяется радиусом кривошипа коленчатого вала.

Радиус кривошипа — это расстояние между осевой линией вращения коленчатого вала и осевой линией шатунной шейки. Радиус кривошипа равен половине хода поршня.

В случае замены коленчатого вала другим, имеющим больший ход, верхняя мертвая точка хода поршней может оказаться над верхней плоскостью (плитой) блока цилиндров. Решить эту проблему можно, установив новые поршни, на которых поршневые пальцы стоят выше. Еще один возможный вариант — заменить шатуны более короткими, чтобы уменьшить максимальную высоту подъема поршней в цилиндрах.

При изменении длины шатуна ход поршня не изменяется, изменяется только положение мертвых точек хода поршня.

Сразу приведу список используемой литературы во избежании гнета в мой адрес

Давненько меня тревожит тема правдивости R/S и влияния этого отношения на поведение двигателя.Начитался кучу бреда на драйве о бесполезности данного коэффициента, об необоснованных расчетах и тд.В тырнете гуляет одна статья, в которой говориться, что “золотая средина R/S 1,75 и тд” и что длинный шатун лучше для высокооборотистого двигателя. В свою очередь, уважаемый многими Травников утверждает, что R/S не более чем миф, хотя верить ему в плане теории это гиблое дело.Пришлось вспомнить третий курс и немного погрузиться в расчеты кинематики Кривошипно Шатунного Механизма(далее КШМ).

Все расчеты я произвел на примере двух двигателей: F20b и F22b, которые хондовские. На мой взгляд для наглядного сравнения они подходят как нельзя кстати.Итак, в совковой литературе отсутствует такое понятие как rode to stroke, у нас применялось немного другое понятие — безразмерный параметр КШМ(отношение радиуса кривошипа к длине шатуна) — но суть от этого ничуть не изменилась.

λ = r/Lгде r — радиус колевала(кривошипа), L — длинна шатуна.Для F20b получаем λ=0,044/145=0,303Для F22b получаем λ=0,0475/141,5=0,335

В литературе четко прописано

Если рассуждать логически, то чем больше скорость, тем больше износ и потери на трение, но средняя скорость не обусловлена длинной шатуна, она зависит лишь от радиуса коленвала и оборотов двигателя.Куда более интересные для нас параметры это скорость поршня в определенный момент времени(угол поворота коленчатого вала) и его ускорение.

Где ϕ — угол поворота коленчатого вала в градусах.Зависимость от длинны шатуна присутствует в обеих формулах, я не стану расписывать решение пошагово. Все равно считал все в Екселе. Покажу сразу график

На графике видно, что скорость и ускорения поршня не сильно различаются, но все же они есть и у двигателя с более коротким шатуном скорость и ускорения поршня больше.Отсюда можно сделать вывод, что увеличивать длину шатуна смысл есть и R/S отнюдь не миф и не байка.Но увеличение шатуна ведет к увеличению его массы и изменению развесовки, что в свою очередь увеличивает растяжение шатуна при высоких оборотах, соответственно, увеличивать шатун есть смысл до того момента, пока сила растяжения шатуна на желаемых нами оборотах не превзойдет силу его инерции, но это уже совсем отдельный расчет и для каждого двигателя он будет свой.Спасибо за внимание.В R/S сила, друзья

Характеристики объема двигателя

Рабочий объем всех типов двигателей принято измерять в кубических сантиметрах, или литрах. Именно по этим параметрам машины можно разделить на следующие категории:

• микролитражки (не более 1.1 литра);
• малолитражки (от 1.2 до 1.7 литра);
• среднего объема (от 1.8 до 3.5 литра);
• крупно-литражные ( от 3.6 и более литров).

Разделение это довольно условно и касается в основном моторов, работающих на бензине. С дизельными двигателями ситуация немного отличается. Показатель литража силовых установок одна из важнейших деталей автомобиля. Чем больше топливной смеси помещается в камере сгорания, тем больше автомобиль потребляет бензина. Но вместе с расходом топлива увеличивается и мощность авто, потому как большее количество горючего будет производить большее количество высвобождающейся энергии.

К минусам крупно-литражных автомобилей, кроме расхода топлива, можно отнести и его более высокую себестоимость. Так, логично предположить, что для его изготовления потребуется гораздо больше материалов, да и требования к качеству изготавливаемых деталей, соответственно, будут намного выше.

Понятия и нормы

Полиэтилен относится к достаточно прочным и одновременно пластичным структурам, что позволяет нагревать его до размягченного состояния и придавать изделиям требуемую форму. При грамотно организованном процессе формовки критических нарушений структуры материала, как правило, не наблюдается.

Указанные свойства допускают применение заготовок из полиэтилена при монтаже трубопроводов, так как в этом случае можно легко огибать препятствия или менять направление предполагаемой прокладки. Под минимальным радиусом изгиба типовой полиэтиленовой трубы понимается предельный показатель, при котором она сохраняет свою стойкость и не ломается.

Радиус изгиба

Этот параметр, выражаемый в метрических единицах, зависит от следующих факторов:

1. Температуры стенок трубного изделия.
2. Технические параметры, относящиеся к его геометрическим пропорциям.

Под последними понимается показатель SDR, представляющий собой соотношение наружного диаметра трубной заготовки к заявленной толщине ее стенок.

При вычислении безопасного для эксплуатации показателя изгиба следует придерживаться именно этих исходных данных (SDR и температура материала или окружающей среды).

Устройство КШМ

Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из трех основных деталей:

1. Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ).
2. Шатун.
3. Коленчатый вал.

Все эти компоненты размещаются в блоке цилиндров.

ЦПГ

Назначение ЦПГ — преобразование выделяемой при горении энергии в механическое действие – поступательное движение. Состоит ЦПГ из гильзы – неподвижной детали, посаженной в блок в блок цилиндров, и поршня, который перемещается внутри этой гильзы.

После подачи внутрь гильзы топливовоздушной смеси, она воспламеняется (от внешнего источника в бензиновых моторах и за счет высокого давления в дизелях). Воспламенение сопровождается сильным повышением давления внутри гильзы. А поскольку поршень это подвижный элемент, то возникшее давление приводит к его перемещению (по сути, газы выталкивают его из гильзы). Получается, что выделяемая при горение энергия преобразуется в поступательное движение поршня.

Для нормального сгорания смеси должны создаваться определенные условия – максимально возможная герметичность пространства перед поршнем, именуемое камерой сгорания (где происходит горение), источник воспламенения (в бензиновых моторах), подача горючей смеси и отвод продуктов горения.

Герметичность пространства обеспечивается головкой блока, которая закрывает один торец гильзы и поршневыми кольцами, посаженными на поршень. Эти кольца тоже относятся к деталям ЦПГ.

Шатун

Следующий компонент КШМ – шатун. Он предназначен для связки поршня ЦПГ и коленчатого вала и передает механических действий между ними.

Шатун представляет собой шток двутавровой формы поперечного сечения, что обеспечивает детали высокую устойчивость на изгиб. На концах штока имеются головки, благодаря которым шатун соединяется с поршнем и коленчатым валом.

По сути, головки шатуна представляют собой проушины, через которые проходят валы обеспечивающие шарнирное (подвижное) соединение всех деталей. В месте соединения шатуна с поршнем, в качестве вала выступает поршневой палец (относится к ЦПГ), который проходит через бобышки поршня и головку шатуна. Поскольку поршневой палец извлекается, то верхняя головка шатуна – неразъемная.

В месте соединения шатуна с коленвалом, в качестве вала выступают шатунные шейки последнего. Нижняя головка имеет разъемную конструкцию, что и позволяет закреплять шатун на коленчатом валу (снимаемая часть называется крышкой).

Коленчатый вал

Назначение коленчатого вала — это обеспечение второго этапа преобразования энергии. Коленвал превращает поступательное движение поршня в свое вращение. Этот элемент кривошипно-шатунного механизма имеет сложную геометрию.

Состоит коленвал из шеек – коротких цилиндрических валов, соединенных в единую конструкцию. В коленвале используется два типа шеек – коренные и шатунные. Первые расположены на одной оси, они являются опорными и предназначены для подвижного закрепления коленчатого вала в блоке цилиндров.

В блоке цилиндров коленчатый вал фиксируется специальными крышками. Для снижения трения в местах соединения коренных шеек с блоком цилиндров и шатунных с шатуном, используются подшипники трения.

Шатунные шейки расположены на определенном боковом удалении от коренных и к ним нижней головкой крепится шатун.

Коренные и шатунные шейки между собой соединяются щеками. В коленчатых валах дизелей к щекам дополнительно крепятся противовесы, предназначенные для снижения колебательных движений вала.

Шатунные шейки вместе с щеками образуют так называемый кривошип, имеющий П-образную форму, который и преобразует поступательного движения во вращение коленчатого вала. За счет удаленного расположения шатунных шеек при вращении вала они движутся по кругу, а коренные — вращаются относительно своей оси.

Количество шатунных шеек соответствует количеству цилиндров мотора, коренных же всегда на одну больше, что обеспечивает каждому кривошипу две опорных точки.

На одном из концов коленчатого вала имеется фланец для крепления маховика – массивного элемента в виде диска. Основное его назначение: накапливание кинетической энергии за счет которой осуществляется обратная работа механизма – преобразование вращения в движение поршня. На втором конце вала расположены посадочные места под шестерни привода других систем и механизмов, а также отверстие для фиксации шкива привода навесного оборудования мотора.