Конструкция, посадка и способы крепления подшипников коленчатого вала
I. Функциональные и эксплуатационные требованияПодшипники коленчатого вала
Подшипники коленчатого вала включают шатунные и коренные подшипники. Их функция заключается в защите шеек и отверстий подшипников, снижении трения и износа. Они преобразуют газовую силу, передаваемую от поршня к шатуну, в крутящий момент для внешнего привода. Они также используются для привода клапанного механизма двигателя и различных других вспомогательных устройств.
Требования к эксплуатации: Все они выдерживают переменные нагрузки и высокоскоростное трение; следовательно, материалы подшипников должны обладать достаточной усталостной прочностью, низким коэффициентом трения, износостойкостью и коррозионной стойкостью.
II. СтруктураПодшипники коленчатого вала
Как шатунные, так и коренные подшипники состоят из верхней и нижней вкладышей, соединенных вместе. Каждый вкладыш состоит из стальной основы и слоя антифрикционного сплава, или из стальной основы, слоя антифрикционного сплава и мягкого покрытия. Первый называется двухслойным вкладышем, а второй — трехслойным.
1. Стальная подложка и антифрикционный слой
В качестве основного материала подшипникового узла используется стальная опорная пластина из низкоуглеродистой стали толщиной 1-3 мм. Антифрикционный слой представляет собой относительно мягкий антифрикционный сплав толщиной 0,3-0,7 мм, способный защитить шейку вала.
Материалы антифрикционного слоя:
(1) Белый сплав (баббитовый сплав): обладает хорошими антифрикционными свойствами, но имеет низкую механическую прочность и плохую термостойкость. Обычно используется в бензиновых двигателях с низкими нагрузками.
(2) Медно-свинцовый сплав: высокая механическая прочность, высокая несущая способность и хорошая термостойкость. В основном используется в дизельных двигателях с высокой нагрузкой. Однако его антифрикционные свойства оставляют желать лучшего.
(3) Алюминиевые сплавы: существует три типа: алюминиево-сурьмяно-магниевый сплав, низкооловянный алюминиевый сплав и высокооловянный алюминиевый сплав. Первые два обладают хорошими механическими свойствами и высокой несущей способностью, но плохими антифрикционными характеристиками. В основном используются в дизельных двигателях; последний обладает как хорошими механическими свойствами, так и антифрикционными характеристиками и широко используется в дизельных и бензиновых двигателях.
2. Позиционирующий ключ и масляная канавка
Шатунный подшипник имеет позиционирующий шпоночный элемент, который используется для установки в позиционирующий паз большого конца шатуна и крышки шатуна, чтобы предотвратить перемещение или вращение подшипника. Втулка подшипника также имеет масляные отверстия и масляные канавки, которые должны быть совмещены с соответствующими масляными отверстиями при установке.
III.Подшипник коленчатого валаСвободная силовая посадка и посадка с натягом
1. Свободная сила: Радиус кривизны подшипниковой втулки в свободном состоянии немного больше радиуса посадочного места подшипника. Разница в диаметрах называется свободной силой или зазором. Для бензиновых двигателей она обычно составляет 0,8–1,5 мм, а для дизельных двигателей — 1,5–2,5 мм.
2. Посадка с натягом: Поскольку наружный диаметр окружности подшипниковой втулки немного больше окружности посадочного места подшипника, после затяжки болтов шатуна создается определенная посадка с натягом. Это гарантирует, что подшипниковая втулка не будет вращаться, смещаться или вибрировать во время работы, обеспечивая плотное прилегание между подшипниковой втулкой и посадочным местом подшипника для лучшего отвода тепла. Вылет подшипника обычно составляет 0,04–0,09 мм.
Проверка: После установки подшипника в посадочное место затяните болты с обеих сторон с моментом затяжки, указанным производителем. Затем полностью ослабьте болт с одной стороны и с помощью щупа проверьте зазор между посадочным местом подшипника и внутренним отверстием подшипника. Этот зазор называется вылетом подшипника. IV. Упорный подшипник коленчатого вала
Функция упорного подшипника коленчатого вала: Когда автомобиль находится в движении, педаль сцепления создает осевое усилие на коленчатый вал, вызывая осевое перемещение. Чрезмерное осевое перемещение повлияет на нормальную работу шатуна и нарушит правильную синхронизацию клапанов и впрыска топлива в дизельный двигатель. Упорные подшипники необходимы для обеспечения осевого позиционирования коленчатого вала.
Упорные подшипники могут быть установлены только в одном месте, чтобы обеспечить свободное расширение коленчатого вала при нагреве. Основные типы включают:
1. Фланцевый подшипниковый узел
2. Полукруглые упорные шайбы
3. Круглые упорные шайбы
Меры предосторожности при установке: сторона упорной шайбы с антифрикционным слоем (сторона с масляной канавкой) обращена к вращающимся частям. При движении коленчатого вала вперед осевую нагрузку воспринимает задняя упорная шайба; при движении назад осевую нагрузку воспринимает передняя упорная шайба.
Регулировка осевого зазора: замените упорные шайбы на шайбы другой толщины или измените толщину упорных шайб. (Стандартный зазор обычно составляет 0,07–0,17 мм, допустимый предел — 0,25 мм).
V. Методы крепления коленчатого вала
Коленчатый вал, у которого между каждыми двумя соседними коленчатыми валами находится главная шейка, называется полностью поддерживаемым коленчатым валом; в противном случае он называется частично поддерживаемым коленчатым валом.
1. Полностью поддерживаемый коленчатый вал:
Преимущества: Повышает жесткость и прочность на изгиб коленчатого вала; снижает нагрузку на коренные подшипники.
Недостатки: Увеличивает количество обработанных поверхностей на коленчатом валу, увеличивает количество коренных подшипников и удлиняет блок цилиндров.
Области применения: Широко используется; в дизельных двигателях обычно применяется этот метод поддержки.
2. Коленчатый вал с частичной опорой:
Преимущества: Сокращение длины коленчатого вала, что уменьшает общую длину двигателя.
Недостатки: Требует большей нагрузки на основные подшипники.
Области применения: Этот метод подходит для бензиновых двигателей с низкими требованиями к нагрузке.
Дата публикации: 06 февраля 2026 г.
