Alkūninis velenas yra vidaus degimo variklio pagrindinė dalis, paverčianti stūmoklio tiesioginio judesio virsmą sukamuoju judesiu. Jis yra alkūninio-švaistiklinio mechanizmo (AŠM) pagrindas, kuris tiesiogiai veikia variklio galią ir efektyvumą. Alkūninis velenas veikia itin atšiauriomis sąlygomis, atlaikydamas didelį dujų slėgį, inercijos jėgą ir sukimo momentą, todėl jis yra nuolat veikiamas kintamų apkrovų.
Alkūninio Mechanizmo Nejudančios Dalys
Alkūninio mechanizmo konstrukcijoje svarbią vietą užima nejudančios dalys, užtikrinančios jo stabilumą ir ilgaamžiškumą. Pagrindinės šios grupės dalys yra cilindrų blokas, cilindrų galvutė ir cilindrų įvorės.
Cilindrų blokas (Karteris)
Cilindrų blokas, dar vadinamas karteriu, yra variklio pagrindas. Jis priima visas darbo metu atsirandančias apkrovas ir veikia variklio atramas, todėl yra gaminamas kuo standesnis išilgine ir skersine kryptimis. Siekiant padidinti standumą, alkūninio veleno pagrindinių guolių plokštumose esančiose pertvarose daromos papildomos sustiprinimo briaunos. Standumas taip pat didėja, kai karterio dugninė tvirtinama žemiau plokštumos, einančios per pagrindinių kakliukų guolius. Dar didesnis standumas gaunamas, kai karteris gaminamas iš dviejų dalių: viršutinės ir apatinės, kurioje integruoti alkūninio veleno pagrindinių guolių dangteliai.
Kad bloke nesusidarytų lenkimo įtempių dėl dujų slėgio jėgos, cilindrų blokas daromas tokios formos, kad galvutės ir alkūninio veleno pagrindinių guolių dangtelių tvirtinimo varžtai būtų vienoje linijoje. Tam cilindrų bloko šoninės sienelės atraminių guolių plokštumose kartais įgaubiamos į vidų. Susidaręs banguotas paviršius dėl didesnio paviršiaus ploto mažina virpesius ir triukšmo spinduliavimą. Be to, dėl mažesnių aušinimo skysčio ertmių variklis greičiau pašyla. Aušinimo ertmių aukštis turi būti toks, kad stūmokliui esant abiejuose galiniuose taškuose, jo žiedai būtų aušinimo skysčio skalaujamose cilindro zonose.
Variklio blokai liejami iš pilkojo ketaus, legiruoto chromu, nikeliu, molibdenu arba titanu, arba aliuminio lydinių. Cilindrų bloke yra įstatytos šlapiosios cilindrų įvorės. Viršutinėje įvorės dalyje yra pakabinimo briauna, skirta įvorei variklio bloke įtvirtinti. Viena ar dvi kreipiamosios juostelės centruoja įvorę bloko lizde ir mažina jos šiluminę deformaciją. Apatinė įvorių dalis sandarinama apvaliais guminiais žiedais. Tokia konstrukcija leidžia įvorėms plėstis neprarandant sandarumo. Viršutinė įvorės briauna turi iškilti virš bloko plokštumos apie 0,1 mm. Tada gerai prispaudžiamas galvutės tarpiklis, neleidžiantis dujoms prasiveržti iš cilindro. Sausos įvorės, priešingai nei su aušinimo skysčiu, tiesiogiai nesiliečia.
Cilindrų galvutė
Cilindrų galvutė iš viršaus uždengia cilindrus. Ji yra sudėtingos formos liejinys, nes joje įtaisyti įsiurbimo ir išmetimo kanalai, aušinimo ertmės, purkštuvai ir vožtuvai. Kartu su stūmoklio dugnu ir cilindro sienelėmis sudaro degimo kamerą. Galvutės dugną veikia kintamo dydžio dujų slėgio jėgos, smeigių užveržimo ir tvirtinimo jėgos, temperatūriniai įtempimai.
Alkūninio Velenas: Konstrukcija, Kompozicija ir Tipai
Alkūninis velenas yra vienas svarbiausių variklio komponentų, atliekantis stūmoklio grįžtamojo judesio pavertimo sukamuoju judesiu funkciją ir perduodantis sukimo momentą į išorinį pasaulį. Jis taip pat valdo vožtuvų eigą ir kitų pagalbinių variklio įrenginių darbą.
Alkūninio veleno kompozicija
Alkūninis velenas daugiausia sudarytas iš:
- Alkūninio veleno priekinio galo (arba laisvojo galo)
- Švaistiklio kakliuko
- Pagrindinio veleno kakliuko
- Švaistiklio
- Balansinio bloko
- Alkūninio veleno galinio flanšo (arba galios išvesties galo)
Pagrindinis veleno kaklelis yra sumontuotas ant cilindrų bloko, švaistiklio kaklelis yra sujungtas su didžiąja švaistiklio anga, o mažoji švaistiklio galvutės anga yra sujungta su cilindro stūmokliu, kuris yra tipiškas švaistiklio slankiklio mechanizmas.
Alkūninio veleno konstrukcija ir medžiagos
Alkūninio veleno konstrukcija apima pagrindinius ir švaistiklio kakliukus. Pagrindiniai kakliukai skirti alkūniniam velenui paremti. Dažniausiai naudojamas pilnas atramų tipas, kai pagrindinių kakliukų skaičius yra vienu daugiau nei cilindrų skaičius, arba nepilnas atramų tipas, kai pagrindinių kakliukų skaičius neviršija cilindrų skaičiaus. Švaistiklio kakliukai, kartu su dviem galiniais švaistikliais, sudaro alkūninio veleno lenkimą.
Alkūninio veleno gamybai naudojamos įvairios medžiagos, priklausomai nuo variklio tipo:
- Vidutinio anglies plienas (benzininiai varikliai)
- Legiruotasis ketus (dyzeliniai varikliai)
- Kalusis ketus
Alkūninių velenų klasifikacija
Alkūniniai velenai gali būti skirstomi į kelis tipus:
- Sveikieji (įprasti) alkūniniai velenai: Tai standartinė konstrukcija, plačiai naudojama įvairiuose varikliuose.
- Kombinuoto tipo alkūniniai velenai: Dažniausiai naudojami mažuose benzininiuose varikliuose su švaistikliais ir varikliuose su riedėjimo guoliais kaip pagrindiniais alkūninio veleno guoliais.
Alkūninio Mechanizmo Judančios Dalys ir jų Funkcijos
Alkūninis velenas yra sudėtingas mechanizmas, kurį sudaro daugybė judančių dalių, atliekančių specifines funkcijas.
Stūmoklis
Stūmoklį sudaro dugnas, sandarinimo dalis ir kreipiamoji dalis. Stūmoklio galvutėje ištekinti grioveliai kompresiniams ir tepaliniams žiedams. Tepalinių žiedų grioveliuose arba po jais išgręžiamos ~ 2 mm skersmens drenažinės skylutės, kuriomis alyvos perteklius vidiniu stūmoklio paviršiumi nuteka į karterį. Į stebules įstatomas stūmoklio pirštas, jungiantis stūmoklį su švaistikliu. Kreipiamosios dalies ilgis turi būti toks, kad stūmoklio lyginamasis slėgis į cilindro sienelę neviršytų leistino dydžio. Kreipiamosios dalies apatinėje dalyje dažnai daromos išpjovos, kad neužkliūtų alkūninio veleno atsvarai ir švaistiklis.
Stūmoklis priima dujų slėgio jėgą ir perduoda ją švaistikliui. Kartu su galvute ir cilindro sienelėmis sudaro degimo kamerą. Stūmokliai gaminami iš aliuminio arba ketaus, o didelio galingumo variklių stūmokliai gali būti dviejų dalių. Svarbu užtikrinti tinkamą stūmoklio galvutės ir žiedų temperatūrinį režimą.
Švaistiklis
Švaistiklis yra jungiamoji dalis tarp stūmoklio ir alkūninio veleno. Jis paverčia stūmoklio slenkamąjį judesį į alkūninio veleno sukamąjį judesį. Švaistiklio ilgis turi įtakos strypo ir eigos santykiui, o tai savo ruožtu turi įtakos variklio veikimui. Svarbus ir švaistiklio svoris. Lengvesni švaistikliai gali padidinti variklio galią ir sumažinti vibraciją.
Švaistiklio medžiagos ir konstrukcija
Švaistikliai gaminami iš įvairių medžiagų, įskaitant kaltą plieną (pvz., 42CrMo4, 43CrMo4), ruošinio plieną (pvz., 4340), aliuminio lydinius (pvz., T6-2024), titaną, ketaus ir miltelinį metalą. Gaminami vienos medžiagos arba dviejų dalių švaistikliai, kurie gali palengvinti priežiūrą ir keitimą.
Švaistiklio priežiūra
Švaistiklio priežiūra ir keitimas yra svarbus variklio ilgaamžiškumui ir darbui užtikrinti. Tai apima guolių patikrą, tarpų matavimą ir tinkamų tepimo sąlygų užtikrinimą.
Žiedai, Guoliai, Pirštai, Tarpinės
- Žiedai (kompresiniai ir tepaliniai) užtikrina sandarumą tarp stūmoklio ir cilindro sienelės.
- Guoliai (pagrindiniai ir švaistikliniai) mažina trintį tarp besisukančių ir fiksuotų alkūninio mechanizmo dalių.
- Stūmoklio pirštai jungia stūmoklį su švaistikliu.
- Tarpinės užtikrina sandarumą tarp cilindrų bloko ir cilindrų galvutės.
Du švaistiklio galai: mažas galas viename gale naudojamas stūmoklio kaiščiui sumontuoti stūmokliui prijungti; vienas galas yra prijungtas prie alkūninio veleno švaistiklio kakliuko dideliu galu. Švaistiklio guolis yra sumontuotas švaistiklio didžiojo galo angos lizde ir montuojamas kartu su švaistiklio kakliuku ant alkūninio veleno. Tai slankusis guolis, susidedantis iš dviejų pusapvalių plytelių, dažniausiai vadinamų guoliu. Dauguma šiuolaikinių variklių naudoja plonasienius guolius. Švaistiklio guolis yra pažeidžiama dalis, o jo nusidėvėjimo greičiui daugiausia įtakos turi tepimo alyvos kokybė, tinkamumo tarpas ir kakliuko paviršiaus šiurkštumas. Prieš pasirenkant švaistiklio guolį, reikia patikrinti švaistiklio didžiojo galo galinį tarpą.
Alkūninio Velenas: Funkcija ir Ašinis Tarpas
Alkūninio veleno funkcija ir vaidmuo
Alkūninio veleno funkcija yra paversti linijinį stūmoklio judesį atgal į jo paties sukimosi judesį ir išėjimo galią. Variklio darbo metu stūmoklis užsidega ir sprogsta mišriomis suslėgtomis dujomis, kad stūmoklis judėtų tiesia linija, o jėga per švaistiklį perduodama alkūniniam velenui, ir tiesinis judesys paverčiamas sukamuoju judesiu.
Alkūninis velenas bendradarbiauja su švaistikliu, kad stūmoklį veikiantį dujų slėgį paverstų sukimosi galia ir perduoda jį į važiuoklės perdavimo mechanizmą. Tuo pačiu metu jis varo vožtuvo eigą ir kitus pagalbinius įrenginius, tokius kaip ventiliatoriai, vandens siurbliai, generatorius ir kt. Todėl reikalaujama, kad alkūninis velenas būtų pakankamai standus ir tvirtas, gerai atlaikytų smūgines apkrovas, pasižymėtų atsparumu dilimui ir geru tepimu.
Alkūninio veleno ašinis tarpas
Variklio alkūninio veleno ašinis tarpas taip pat žinomas kaip galinis alkūninio veleno prošvaisa. Variklio veikimo metu dėl per mažo tarpelio detalės dėl karščio gali išsiplėsti ir užstrigti; per didelis tarpas sukels ašinį alkūninio veleno judėjimą, pagreitins cilindro susidėvėjimą ir turės įtakos vožtuvo laikui bei normaliam sankabos veikimui. Alkūninio veleno ašinis tarpas reiškia tarpą tarp guolio traukos galinio paviršiaus ir kakliuko padėties nustatymo peties. Paprastai alkūninio veleno ašinis tarpas yra 0.05-0.18 mm.
Alkūninio Mechanizmo Išdėstymo Schemos
Alkūniniai mechanizmai gali būti skirtingų konstrukcijų, priklausomai nuo variklio tipo ir paskirties.
Centrinis ir dezeksalinis (necentrinis) mechanizmas
- Centrinis mechanizmas: Alkūninis mechanizmas, kuriame alkūninio veleno sukimosi centras sutampa su cilindro ašine linija. Tai yra labiausiai paplitęs išdėstymo tipas.
- Dezeksalinis (necentrinis) alkūninis mechanizmas: Kartais laivų, šilumvežių ir savivarčių varikliai turi dezeksalinį mechanizmą, kai alkūninio veleno sukimosi centras 3-5 mm atstumu nutolęs nuo cilindro ašies. Pritaikius tokią alkūninio mechanizmo schemą, sumažėja stūmoklio normalinė jėga „Fn“, veikianti statmenai į cilindro sienelę. Ji dažniausiai taikoma dyzeliuose.
Cilindrų išdėstymas variklyje
Cilindrai variklyje gali būti išdėstyti vertikaliai viena eile. Didelės galios varikliuose cilindrai dažniausiai išdėstomi dviem eilėmis. Ypač plačiai taikoma vadinamoji „V“ formos cilindrų išdėstymo schema. Kampas tarp cilindrų eilių šiuose varikliuose dažniausiai būna 90 laipsnių, nes tuomet lengviau sprendžiamos alkūninio mechanizmo judančių masių atsvėrimo problemos, paprasčiau sakant - variklis mažiau vibruoja, nereikia didelių balansų ant alkūninio veleno. Varikliai, kuriuose kampas tarp cilindrų yra 180 laipsnių, vadinami opoziciniais. Tokie varikliai dažniausiai naudojami motocikluose, nes juos lengviau aptarnauti.
Alkūninio Velenas: Gedimai ir Diagnostika
Nors alkūninis mechanizmas yra patvarus, tačiau dėl eksploatacijos sąlygų, netinkamos priežiūros ar gamyklinių defektų gali atsirasti gedimų. Tinkama alkūninio veleno ir cilindro agregato sveikata yra tiesiogiai susijusi su variklio gyvybingumu. Alkūninis velenas turi būti pakankamai tvirtas ir standus, o kakliuko paviršius turi būti atsparus dilimui, vienodas ir subalansuotas.
Galimi gedimai
Dažniausi alkūninio mechanizmo gedimai apima:
- Alkūninio veleno susidėvėjimas ar deformacija.
- Stūmoklio žiedų susidėvėjimas, sukeliantis kompresijos sumažėjimą ir alyvos patekimą į degimo kamerą.
- Švaistiklinių ar pagrindinių guolių susidėvėjimas, sukeliantis variklio "kalenimą".
- Stūmoklio piršto susidėvėjimas ar įtrūkimai.
Dažni alkūninio veleno pažeidimai ir nusidėvėjimo modeliai
Alkūninis velenas gali patirti įvairius pažeidimus, įskaitant kakliukų paviršiaus pažeidimus, nudegimus, lenkimą, deformaciją, įtrūkimus ir net lūžius. Pagrindiniai nusidėvėjimo modeliai apima:
- Pagrindinio ir švaistiklio kakliukų radialinis susidėvėjimas, dažnai įgaunantis elipsės formą. Didžiausias susidėvėjimas paprastai atitinka vienas kitą ir yra linkęs koncentruotis kakliukų šonuose.
- Švaistiklio kakliuko susidėvėjimas yra didesnis nei pagrindinio kakliuko dėl didesnės apkrovos ir prastesnių tepimo sąlygų. Švaistiklio kaklelio vidinė pusė dėvisi labiausiai, formuojantis ovalo formą.
Ribinis alkūninio veleno nusidėvėjimas paprastai svyruoja nuo 0,05 mm iki 0,20 mm, tačiau tikslesnė riba priklauso nuo alkūninio veleno medžiagos, konstrukcijos ir eksploatavimo sąlygų. Paprastai ribinis nusidėvėjimo dydis neturėtų viršyti 1-2% alkūninio veleno skersmens.
Alkūninio veleno įtrūkimai ir lūžių modeliai
Alkūninio veleno įtrūkimai dažniausiai atsiranda perėjimo angoje ir alyvos angoje tarp švaistiklio peties ir kakliuko. Dėl netinkamo veikimo ir įtempių koncentracijos gali atsirasti skersiniai arba ašiniai įtrūkimai. Įtrūkimai alyvos angoje, ypač jei alyvos kanalas yra pasviręs, gali atsirasti dėl netolygaus įtempių pasiskirstymo.
Alkūninio veleno lenkimo ir sukimo priežastys
Alkūninio veleno lenkimą ir sukimą gali sukelti keletas veiksnių:
- Per didelis pagrindinio guolio tarpas ir variklio darbo sąlygos (detonacija, perkrova), sukeliantys stiprią vibraciją.
- Kelių cilindrų neveikimas arba nesubalansuotas variklio darbas.
- Nenuoseklus laisvumas kiekvieno pagrindinio guolio dangčio, sukeliantis netolygų jėgos poveikį alkūniniam velenui.
- Pagrindinių korpuso angų koncentriškumo nuokrypis cilindrų bloke.
- Netinkamas eksploatavimas, pavyzdžiui, staigus startas traukiant priekabą.
- Netinkamas alkūninio veleno laikymas ir ilgalaikis atramos trūkumas.
Alkūninio veleno pažeidimų apžiūra
Alkūninio veleno pažeidimų apžiūra apima susidėvėjimo matavimą išoriniu mikrometru ir įtrūkimų patikrinimą. Įtrūkimams aptikti naudojami tokie metodai kaip:
- Alyvos nutekėjimo metodas: Išvalytas alkūninis velenas panardinamas į žibalą, išimamas, nuvalomas, apibarstomas baltais milteliais ir lengvai pabeldžiamas. Įtrūkimų vietose pasirodys alyvos dėmės.
- Magnetinio bandymo metodas: Naudojamas defektų detektorius, kuris įmagnetina dalį ir purškia magnetinius miltelius. Milteliai adsorbuojasi įtrūkimų vietose, nurodydami jų buvimą ir dydį.
Alkūninio Velenas: Remontas ir Priežiūra
Kapitalinis variklio remontas yra sudėtinga ir brangi paslauga, kurios metu atliekama išsami variklio diagnostika, išardymas, valymas, detalių patikra ir keitimas, surinkimas bei bandymai. Tinkamai prižiūrint automobilį ir periodiškai tikrinant variklio funkcionalumą, galima atidėti kapitalinio remonto poreikį.
Remonto metodai
Alkūninio veleno remontas atliekamas šlifuojant kakliukus, jei apvalumo ir cilindriškumo paklaida viršija 0,01-0,0125 mm. Radialinis išsiveržimas, paprastai mažesnis nei 0,04-0,06 mm, turi būti taisomas, jei viršija 0,10 mm. Tam naudojami šalto slėgio kalibravimo arba detonacijos metodai.
Jei įtrūkimai neplinta ir nėra kritinėse vietose, juos galima taisyti. Tačiau, jei įtrūkimai atsiranda įtemptoje vietoje (alkūninio veleno svirtis ar kakliukas), alkūninį veleną būtina pakeisti nauju.
Lenkimo kompensavimas
Alkūninio veleno lenkimo kompensavimas gali būti atliekamas paviršiaus sprogimo metodu (lenkimui iki 0,30-0,50 mm) arba šalto slėgio kompensavimo metodu, naudojant presą.
Kapitalinis variklio remontas ir alkūninio veleno priežiūra
Po kapitalinio variklio remonto ypatingai svarbi yra pirmoji 1000 kilometrų rida (įvažiavimo laikotarpis). Šiuo metu būtina vengti staigių akseleracijų, ilgalaikio darbo dideliais sūkiais, dažnai keisti alyvą ir filtrą. Tai užtikrina tinkamą naujai surinkto variklio dalių susidirbimą ir ilgą tarnavimo laiką.
Pagrindiniai automobilio variklio komponentai, kurių gedimai gali lemti kapitalinio remonto poreikį, apima cilindrus, stūmoklius, krumpliaračius, vožtuvus, degalų tiekimo ir uždegimo sistemas, aušinimo bei tepimo sistemas. Atsiradus gedimams, tokiems kaip prastas užvedimas, sumažėjusi trauka, padidėjusios kuro ar tepalų sąnaudos, girdimi nebūdingi garsai ar variklio perkaitimas, būtina nedelsiant kreiptis į specialistus. Tiek benzininių, tiek dyzelinių variklių kapitalinis remontas turi savitų ypatumų. Benzininiai varikliai, veikiantys aukštesniais sūkiais, reikalauja didesnio tikslumo surenkant ir derinant komponentus. Alkūninio veleno sujungimo mechanizmas, kaip pagrindinis energijos konvertavimo variklyje komponentas, tiesiogiai lemia galios sklandumą ir patikimumą.
Guolių ir stūmoklio žiedų keitimo ciklai
Guolių ir stūmoklių žiedų keitimo ciklai nėra fiksuoti. Jie priklauso nuo faktinės nusidėvėjimo būklės, bendros variklio ridos ir priežiūros kokybės. Norint pailginti tarnavimo laiką, būtina sumažinti nusidėvėjimą ir išlaikyti stabilias eksploatavimo sąlygas, griežtai kontroliuojant variklio alyvos kokybę ir keitimo dažnumą.
Padidėjusios degalų sąnaudos ir galios trūkumas
Transporto priemonės galios trūkumas ir padidėjusios degalų sąnaudos gali būti susiję su alkūninio veleno švaistiklio mechanizmu, tačiau tai nėra vienintelė priežastis. Pirmiausia reikėtų patikrinti pagrindines problemas, tokias kaip degalų sistema ir įsiurbimo sistema.
Švaistiklio Mechanizmas kaip Variklio Galios Keitiklis
Švaistiklio mechanizmas veikia kaip variklio galios keitiklis, paverčiantis didžiulę trauką, atsirandančią deginant kurą, į sklandžią sukimosi jėgą.
Kaip nustatyti, ar alkūninio veleno švaistiklio mechanizmas veikia normaliai?
Norint nustatyti, ar alkūninio veleno švaistiklio mechanizmas veikia tinkamai, svarbiausia atkreipti dėmesį į tai, ar nėra nenormalių garsų, ar alyvos slėgis yra stabilus ir ar nėra akivaizdžių galios praradimo.
tags: #istisinis #velenas #brezinys