Вращающаяся часть двигателя. Вращающиеся части двигателя: ключевые компоненты и принципы работы

Какие основные вращающиеся части есть в двигателе. Как они взаимодействуют между собой. В каком направлении обычно вращается двигатель. Какие особенности у вращающихся частей дизельных и бензиновых двигателей.

Основные вращающиеся части двигателя

Вращающиеся части играют ключевую роль в работе любого двигателя внутреннего сгорания. К основным вращающимся компонентам относятся:

• Коленчатый вал
• Маховик
• Распределительный вал
• Шатуны
• Поршни (совершают возвратно-поступательное движение)

Рассмотрим подробнее назначение и принцип работы каждого из этих элементов.

Коленчатый вал — главная вращающаяся часть

Коленчатый вал является центральным элементом двигателя, который преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение. Как это происходит?

• Поршни соединены с коленчатым валом через шатуны
• При движении поршней вверх-вниз шатуны передают усилие на кривошипы коленвала
• Кривошипы преобразуют линейное движение во вращательное
• Коленвал начинает вращаться, передавая крутящий момент

Таким образом, коленчатый вал выполняет роль «преобразователя» энергии в двигателе.

Маховик — накопитель энергии

Маховик представляет собой массивный диск, жестко соединенный с коленвалом. Его основные функции:

• Накопление кинетической энергии вращения
• Сглаживание неравномерности вращения коленвала
• Облегчение запуска двигателя

За счет большой массы маховик позволяет двигателю работать более плавно и равномерно.

Направление вращения двигателя

В каком направлении обычно вращается двигатель автомобиля? Большинство современных двигателей имеют следующее направление вращения:

• По часовой стрелке, если смотреть спереди автомобиля
• Против часовой стрелки, если смотреть со стороны коробки передач

Однако есть и исключения. Некоторые старые модели автомобилей могли иметь противоположное направление вращения двигателя. Почему выбрано именно такое стандартное направление?

• Удобство компоновки навесного оборудования
• Оптимальная работа масляного насоса
• Снижение вибраций

Важно отметить, что самопроизвольное изменение направления вращения двигателя крайне маловероятно и может привести к серьезным повреждениям.

Особенности вращающихся частей дизельных двигателей

Дизельные двигатели имеют ряд конструктивных отличий от бензиновых, что сказывается и на работе вращающихся компонентов:

• Более длинный ход поршня
• Повышенная прочность коленвала и шатунов
• Увеличенная масса маховика
• Более низкая максимальная частота вращения

Эти особенности обусловлены спецификой рабочего процесса дизельного двигателя и более высокими нагрузками на детали.

Правильное обслуживание вращающихся частей

Для обеспечения длительной и надежной работы двигателя необходимо уделять особое внимание обслуживанию вращающихся компонентов. Основные рекомендации:

• Регулярная замена моторного масла и фильтров
• Контроль состояния подшипников коленвала и шатунов
• Проверка биения и износа коленчатого вала
• Балансировка коленвала при ремонте
• Замена изношенных деталей на новые или восстановленные

При капитальном ремонте двигателя все вращающиеся компоненты должны быть тщательно проверены и при необходимости заменены.

Как провернуть двигатель вручную

Иногда может потребоваться провернуть коленвал двигателя вручную, например, для проверки компрессии или установки фаз газораспределения. Как это сделать правильно?

1. Снимите клеммы с аккумулятора
2. Выкрутите все свечи зажигания
3. Установите большой гаечный ключ на болт крепления шкива коленвала
4. Медленно проворачивайте коленвал по часовой стрелке
5. Следите за метками на шкивах распредвала и коленвала

Важно! Ни в коем случае не пытайтесь провернуть двигатель в обратном направлении — это может привести к серьезным повреждениям.

Заключение

Вращающиеся части являются сердцем любого двигателя внутреннего сгорания. Правильная работа коленчатого вала, маховика и других компонентов обеспечивает эффективное преобразование энергии сгорания топлива в полезную механическую работу. Регулярное обслуживание и своевременный ремонт этих узлов — залог надежной и долговечной работы двигателя.

Асинхронный электродвигатель. Устройство и принцип действия. – www.motors33.ru

Асинхронный электродвигатель имеет две основные части – статор и ротор. Неподвижная часть двигателя называется статор. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротор, в пазах его тоже уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается как можно меньше (0,3-0,35 мм в машинах малой мощности и 1-1,5 мм в машинах большой мощности).
В зависимости от конструкции ротора асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным роторами. Наибольшее распространение получили двигатели с короткозамкнутым ротором, они просты по устройству и удобны в эксплуатации.
Трехфазная обмотка статора помещается в пазы и состоит из ряда катушек, соединенных между собой. Каждая катушка сделана из одного или нескольких витков, изолированных между собой и от стенок паза.

Рис. 1. Различные виды обмотки статора асинхронных электродвигателей

На рис. 1, а) показана обмотка статора асинхронного электродвигателя. У этой обмотки каждая катушка состоит из двух проводников. Обмотка, состоящая из трех катушек, создает магнитное поле с двумя полюсами. За один период трехфазного тока магнитное поле сделает один оборот. При частоте 50 Гц это будет соответствовать 50 об/сек, или 3000 об/мин.
На рис. 1, б) показана обмотка, у которой каждая сторона катушки состоит из двух проводников.
Скорость вращения магнитного поля четырехполюсного статора вдвое меньше скорости вращения поля двухполюсного статора, т. е. 1500 об/мин (при 50 Гц). Обмотка четырехполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу показана на рис. 1, в), а с двумя проводниками на полюс и фазу – на рис. 1, г). Магнитное поле шестиполюсного статора имеет втрое меньшую скорость, чем двухполюсного, т. е. 1000 об/мин (при 50 Гц). Обмотка шестиполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу представлена на рис. 1, д). Число всех пазов на статоре равно утроенному произведению числа полюсов статора на число пазов, приходящееся на полюс и фазу.

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором является самым распространенным из электрических двигателей, применяемых в промышленности. Рассмотрим его устройство. На неподвижной части двигателя – статоре 1 – размещается трехфазная обмотка 2 (рис. 2), питаемая трехфазным током. Начала трех фаз этой обмотки выводятся на общий щиток, укрепленный снаружи на корпусе электродвигателя.

Рис. 2. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
Собранный сердечник статора укрепляют в чугунном корпусе 3 двигателя. Вращающуюся часть двигателя – ротор 4 – собирают также из отдельных листов стали. В пазы ротора закладывают медные стержни, которые с двух сторон припаивают к медным кольцам

Рис. 3. Короткозамкнутый ротор
а — ротор с короткозамкнутой обмоткой, б — «беличье колесо»,
в — короткозамкнутый ротор, залитый алюминием;
1 — сердечник ротора, 2 — замыкающие кольца, 3 — медные стержни,
4 — вентиляционные лопатки
Таким образом, все стержни оказываются замкнутыми с двух сторон накоротко. Если представить себе отдельно обмотку такого ротора, то она по внешнему виду будет напоминать «беличье колесо». В настоящее время у всех двигателей мощностью до 100 кВт «беличье колесо» делается из алюминия путем заливки его под давлением в пазы ротора. Вал 6 вращается в подшипниках, закрепленных в подшипниковых щитах 7 и 8. Щиты при помощи болтов крепятся к корпусу двигателя. На один конец вала ротора насаживается шкив для передачи вращения рабочим машинам или станкам.
Устройство статора асинхронного двигателя с фазным ротором и его обмотка не отличаются от устройства статора двигателя с короткозамкнутым ротором. Различие между этими электродвигателями заключается в устройстве ротора.

Рис. 4. Разрез асинхронного двигателя с фазным ротором
1 — вал двигателя, 2 — ротор, 3 — обмотка ротора, 4 — статор, 5 — обмотка статора, 6 — корпус, 7 — подшипниковые крышки, 8 — вентилятор, 9 — контактные кольца
Фазный ротор имеет три фазные обмотки, соединенные между собой звездой (реже треугольником). Концы фазных обмоток ротора присоединяют к трем медным кольцам, укрепленным на валу ротора и изолированным как между собой, так и от стального сердечника ротора, вследствие чего этот двигатель получил также название двигателя с контактными кольцами. Три кольца жестко насажены на вал ротора (через изоляционные прокладки). На кольца накладываются щетки, которые размещены в щеткодержателях, укрепленных на одной из подшипниковых крышек.
Щетки, скользящие по поверхности колец ротора, все время имеют с ними хороший электрический контакт и соединены, таким образом, с обмотками ротора. Щетки соединены с трехфазным реостатом.

Источник: Кузнецов М. И. Основы электротехники. Учебное пособие.
Изд. 10-е, перераб. «Высшая школа», 1970.

Однофазный асинхронный электродвигатель

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Ф_mах до -Ф_mах.

Пульсирующее магнитное поле

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Ф_mах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

• где n_пр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
• n_обр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
• f₁ – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов,
• n₁ – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Ф_пр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф_обр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного потока n₁, скольжение ротора относительно потока Ф_пр будет:

• где s_пр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
• n₂ – частота вращения ротора, об/мин,
• s – скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф_обр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф_обр

• где s_обр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Вращающееся магнитное поле пронизывающее ротор

Ток индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Ф_пр и обратный Ф_обр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I_2пр и I_2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

• где f_2пр – частота тока I_2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

• где f_2обр – частота тока I_2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I_2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f_2обр, намного превышающую частоту f_2пр тока ротора I_2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f₁ = 50 Гц при n₁ = 1500 и n₂ = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока s_пр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f_2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока s_обр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f_2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I_2пр с магнитным полем Ф_пр возникает вращающий момент

• где M_пр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
• с_M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I_2обр, взаимодействуя с магнитным полем Ф_обр, создает тормозящий момент М_обр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту М_пр:

• где M_обр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = s_пр, крутящий момент создается в основном за счет момента М_пр. Тормозящее действие момента обратного поля М_обр — незначительно. Это связано с тем, что частота f_2обр много больше частоты f_2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х_2обр = x₂s_обр току I_2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I_2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф_обр, значительно ослабляя его.

• где r₂ — активное сопротивление стержней ротора, Ом,
• x_2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему М_обр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

С помощью одной фазы нельзя запустить ротор

Ротор имеющий начальное вращение будет продолжать вращаться в поле создаваемом однофазным статором

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n₂ = 0) скольжение s_пр = s_обр = 1 и М_пр = М_обр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя М_п = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов М_пр и М_обр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов. Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи I_A и I_B в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I_A и I_B в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор).

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

В какую сторону крутится двигатель?

Двигатели являются неотъемлемой частью автомобиля, и не зря. Без них вы не доберетесь до места назначения вовремя. У них есть несколько компонентов, которые заставляют их работать, но в какую сторону вращается двигатель? Мы провели их исследование и ответили на этот вопрос от вашего имени.

Большинство двигателей вращаются по часовой стрелке, когда вы смотрите вперед. Это означает, что если вы сидите на месте водителя, то двигатель вращается по часовой стрелке. Однако некоторые старые автомобили вращались в противоположном направлении (против часовой стрелки), но их было немного.

Если вы не механик и не инженер по транспортным средствам, функция двигателя может вас сбить с толку. Однако это не означает, что его нельзя разобрать, поэтому простым людям его легче понять. Вот почему в этой статье мы более подробно рассмотрим, как крутится двигатель, так что читайте дальше!

В какую сторону крутится двигатель?

Когда вы сидите на месте водителя и смотрите на двигатель, он будет вращаться по часовой стрелке. Это типичная тенденция для большинства автомобилей, но вы можете найти некоторые старые автомобили, которые не следуют этому правилу.

Коленчатый вал двигателя является основной вращающейся частью любого двигателя. Он имеет несколько функций, которые помогают передавать энергию от сжигания топлива в вашем двигателе во вращательное движение.

Так что именно он делает? Ну а коленчатый вал двигателя приводится в движение маховиком. Этот маховик передает свой импульс коленчатому валу, который очень быстро вращается, заставляя его действовать как ось вращения для других компонентов вашего двигателя.

В большинстве автомобилей маховик крепится к диску с металлическими зубцами вокруг него. Эти зубья или звездочки вызывают вращательное движение в вашем автомобиле.

В большинстве современных двигателей эта звездочка заменена цепью, идущей непосредственно от приводного вала или оси, которая затем вращает распределительный вал, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал двигателя.

Вращающее усилие передается от коленчатого вала двигателя на оси, а затем на шины. Это то, что дает вам ту «крутость», когда вы заводите свой автомобиль. Коленчатый вал имеет кривошип на обоих концах, прикрепленный через шатун к обоим поршням внутри цилиндров двигателя.

Это означает, что если один поршень движется вниз (к двигателю), другой движется вверх (от двигателя). Когда это происходит, создается нисходящее или возвратно-поступательное движение.

Однако, когда вы используете бензин, чтобы вызвать взрыв в ваших цилиндрах, коленчатый вал вращается и, таким образом, позволяет более контролируемые движения.

Что произойдет, если вы повернете коленчатый вал не в ту сторону?

Единственный риск – соскальзывание ремня ГРМ с зуба. Однако маловероятно, что это приведет к какому-либо ущербу. Все, что вам нужно сделать, это надеть ремень ГРМ обратно.

Однако, если поршни вращаются в неправильном направлении (против часовой стрелки), это может привести к серьезному повреждению вашего автомобиля.

Например, если изменить направление вращения двигателя с распределительным валом с цепным приводом, клапаны не откроются в нужное время. Это означает, что впрыск топлива одного цилиндра будет поступать обратно во впускное отверстие другого цилиндра, что может привести к серьезным повреждениям.

Другая вещь, которая может быть повреждена, это масляный насос или водяной насос. Однако это маловероятно, так как его придется значительно изменить.

Лучшее, что вы можете сделать, это повернуть двигатель вручную в правильном направлении, если вы не уверены.

Может ли двигатель запуститься в неправильном направлении?

Большинство автомобилей с критическим запуском не позволяют вставить ключ, если коленчатый вал не находится в соответствующем положении. Это делается с помощью датчика над соленоидом стартера.

После срабатывания питание от аккумулятора поступает на соленоид, а затем на стартер. Если вы попытаетесь запустить двигатель в неправильном направлении, вы увидите световой индикатор, и он не запустится.

Однако есть шанс, что вам повезет, если вы перекинете ремень ГРМ. Автомобиль все равно заведется (хотя и не плавно), но вы рискуете получить серьезные повреждения, если он будет работать слишком долго.

Может ли дизельный двигатель работать задним ходом?

Дизельные двигатели отличаются от бензиновых аналогов отсутствием системы зажигания.

Это означает, что воздухозаборник и подача топлива разделены (так же, как вы можете запустить дизельный двигатель в неправильном направлении), что позволяет ему работать назад, хотя это может привести к значительным повреждениям.

Если вы сделаете что-то вроде изменения направления вращения вашего автомобиля, вы увидите, что загорается индикатор, если он предназначен для сигнализации об этом. Однако существует вероятность того, что автомобиль может завестись, но работать будет очень неровно.

Некоторые дизельные двигатели оснащены электронной системой зажигания. На них с меньшей вероятностью повлияет реверсирование вращения вашего двигателя, если двигатель не глохнет более чем на несколько секунд.

Это связано с тем, что по умолчанию используется настройка безопасной искры (которая обеспечивает неконтролируемую слабую искру вместо отсутствия искры). Однако, если вы слишком долго остановитесь в этом состоянии, это может привести к серьезным повреждениям.

Как вручную провернуть двигатель?

Существует несколько различных способов запуска двигателя вручную. Например, некоторые люди говорят, что вы должны вращать коленчатый вал по часовой стрелке, а другие — против часовой стрелки. Однако, к сожалению, однозначного ответа на этот вопрос нет.

Некоторые говорят, что это поможет выровнять клапаны, если вы повернете коленчатый вал в направлении, в котором он обычно вращается, чтобы они находились в правильном положении, когда вы снова включите стартер. Однако однозначного ответа на этот вопрос нет.

Если вы выбираете, куда идти, возможно, лучше повернуть одни двигатели по часовой стрелке, а другие против часовой стрелки. Это повысит ваши шансы пройти этот этап невредимым.

Причина, по которой безопаснее всего вращать двигатель в том же направлении, что и при запуске, заключается в том, что поршни будут вращаться в прямом или обратном направлении.

Если они вращаются против часовой стрелки, а вы вращаете их по часовой стрелке, это может привести к серьезному повреждению вашего автомобиля.

Можно ли провернуть дизельный двигатель вручную?

Дизельный двигатель можно провернуть вручную. Однако очень маловероятно, что вы повернете поршни в правильном направлении, чтобы ваш автомобиль снова заработал.

По этой причине вы должны быть очень осторожны при попытке провернуть двигатель вручную и выполнять для этого определенные действия.

Например, некоторые люди считают, что если вы вставите рукоятку в противоположном направлении, вы обычно повернете ее стартером и получите правильное направление. Однако в этом утверждении нет никакой правды.

При ручном прокручивании дизельного двигателя многие рекомендуют снимать свечи накаливания, чтобы они не перегревались и не вызывали значительного повреждения поршней. Кроме того, некоторые рекомендуют заклеивать отверстия скотчем, чтобы не допустить проникновения вредных жидкостей.

Было бы полезно, если бы вы были очень осторожны при попытке сделать это, так как есть много шагов, которые вы должны выполнить, чтобы это сработало. Лучший способ — обратиться к руководству пользователя или к профессионалу, если вы не уверены в том, что делаете.

Как вручную провернуть двигатель?

Если вы пытаетесь запустить двигатель без использования аккумуляторной батареи, необходимо выполнить определенные шаги. К ним относятся заклеивание отверстий в блоке, снятие некоторых аксессуаров и компонентов и отсоединение некоторых кабелей аккумулятора.

Выполнив необходимые действия, вы можете начать вращать двигатель вручную. Вы можете сделать это, вставив гаечный ключ или головку в удобное отверстие и повернув его в том направлении, в котором будет запускаться ваш двигатель.

После этого попробуйте снова подсоединить тросы стартера и вдохнуть новую жизнь в двигатель.

Однако есть шанс, что это не сработает. Поэтому вам может потребоваться предпринять дополнительные шаги или провести исследование, если вы чувствуете, что это неправильный способ оживления вашего автомобиля.

В чем разница между дизельным двигателем и газовым двигателем?

Между этими двумя типами двигателей существует много различий. Например, дизельные двигатели обычно имеют более длинный ход поршня, чем бензиновые аналоги, что обеспечивает более высокий крутящий момент. Они также имеют тенденцию работать с более низкой скоростью вращения.

Дизельные двигатели более экологичны и имеют более низкий уровень выбросов, поскольку они лучше экономят топливо. Бензиновые двигатели известны своей большей мощностью из-за более высокой скорости вращения.

Однако для дизельных двигателей требуется менее сложная система управления горением, размещенная в головке двигателя для снижения выбросов.

Между этими двумя типами двигателей есть много других различий. Если вы хотите узнать о них больше, возможно, лучше обратиться к руководству пользователя или к профессионалу.

Заключительные мысли

В целом, некоторые двигатели бывают разных форм, размеров и мощности. Однако по большей части двигатели будут вращаться по часовой стрелке, когда вы сидите в машине.

При этом некоторые старые двигатели будут вращаться по часовой стрелке. Тем не менее, важно то, что ваш двигатель работает и безопасно доставит вас к месту назначения!

Если вам понравилась эта статья, то вы также должны проверить:

Трудно ли выхлопные тормоза для двигателей?

12 типов автомобильных двигателей [и как они работают]

Сколько времени занимает замена двигателя?

Правильные шаги по подготовке вращающейся сборки

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

После полной механической обработки блока цилиндров для нашего двигателя для мулов на базе модели 455 Крейг Уайз из RaceKrafters теперь будет работать над вращающимся узлом, который включает в себя коленчатый вал, шатуны, поршни, кольца и шатун.

подшипники. Наш мул получит все новые внутренние детали благодаря ходур-киту от Butler Performance, который состоит из кованого коленчатого вала 4340 Eagle, шатунов Eagle, кованых поршней Ross, разработанных Батлером, и колец Total Seal. Таким образом, многие из процедур, которые потребуются для сохранения бывших в употреблении деталей, неприменимы, тем более что сборка Butler Performance уже сбалансирована.

Поскольку многие любители Pontiac могут решить восстановить стандартные детали во время восстановления, в этой статье подробно рассматриваются процедуры, применимые к новому или бывшему в употреблении вращающемуся узлу. Таким образом, читатели смогут получить полное представление о том, что требуется для правильной подготовки вращающегося узла для двигателя Pontiac. Также обратите внимание, что для правильной сборки двигателя новые детали должны быть проверены и переработаны для точного применения. Вы не можете просто взять деталь двигателя из коробки и поставить ее на место.

Итак, что лучше: купить новую или оставить оригинальную деталь Pontiac? Если ваш двигатель полностью оригинальный, коленчатый вал и шатуны в хорошем состоянии, и вы делаете стандартную или слегка модифицированную сборку, вы можете попросить механика выполнить надлежащие задачи, чтобы они оставались в эксплуатации. Камнем преткновения часто является то, что стоимость работ очень близка к стоимости нового серийного шатуна или коленчатого вала. Но имейте в виду, что новые детали потребуют определенных затрат, чтобы быть готовыми к установке. Например, новый или бывший в употреблении коленчатый вал необходимо будет отбалансировать.

Наибольшая разница в цене будет при выборе шатуна. Вы можете переделать старые шатуны и сохранить запрессованный поршневой палец (запасные литые поршни и замена TRW/SpeedPro не обрезаются для плавающих замков). Положительным моментом является то, что в вашем двигателе все еще будут оригинальные детали Pontiac. Обсудите это с механическим цехом и попросите его назвать примерную цену, как только он подтвердит, что ваши детали пригодны для использования. Однако, если вы планируете значительно увеличить мощность и использовать плавающие поршневые пальцы с высокопроизводительными коваными поршнями, кованые штоки обычно являются лучшим вложением.

Следующие шаги необходимы для правильной установки вращающегося узла в двигатель.

Коленчатый вал

Одно из первых мест, которое механическая мастерская проверяет на бывшем в употреблении коленчатом вале, — это шпоночный паз, в котором удерживается гармонический демпфер. Если болт демпфера не был затянут должным образом, звездочка коленчатого вала будет приводиться в движение шпонкой, а не трением болта. Кроме того, если плоская шайба под болтом демпфера деформирована или вогнута, ее нельзя использовать повторно.

Машинист визуально осмотрит резьбу носика на наличие повреждений. Если таковые имеются, необходимо определить, можно ли выполнить ремонт путем нарезки резьбы или установки комплекта вставок для ремонта резьбы. Будут проверены отверстия для болтов фланца маховика. Будет произведена чистка коленчатого вала, потребуется нарезка резьбы или ремонтный комплект, а также осмотр поверхности заднего коренного сальника на предмет износа. Изнашиваемые втулки изготавливаются для большинства, если не для всех двигателей Pontiac.

После визуального осмотра шейки коренных подшипников коленчатого вала и шатунные шейки измеряются микрометром. Шатунные шейки — это область, которая прикрепляется к шатунам. Если все выглядит хорошо, коленчатый вал может быть установлен в V-образные блоки для проверки на изгиб, правильность торца и биение фланца маховика/гибкой пластины.

При осмотре коленчатого вала в мастерской также проверяют все, что выглядит ненормально. Любые зазубрины, вмятины или ямки на внешнем диаметре шейки не должны превышать 0,005 дюйма и не должны иметь приподнятого металла. Любые насечки на наружном диаметре цапфы должны располагаться на расстоянии не менее 0,125 дюйма от точки касания галтели, шириной не более 0,010 дюйма и располагаться по окружности, а не по оси.

Многие не осознают, что при работающем двигателе коленчатый вал постоянно изгибается и изгибается при приложении газовой нагрузки цилиндра и изменении направления поршней. За многие годы эксплуатации и пробега на коленчатом валу могут появиться микротрещины или трещины, которые в конечном итоге приведут к выходу из строя. Это особенно верно для двигателей Pontiac, поскольку возраст многих деталей двигателей, которые мы используем, может составлять 40 и более лет.

Имейте в виду, что по мере увеличения мощности двигателя давление в цилиндре увеличивается пропорционально. Кроме того, более высокие обороты приводят к большей нагрузке на кривошип. Коленчатый вал, который нормально функционировал с небольшими трещинами в двигателе мощностью 250 л. с., почти сразу выйдет из строя в приложении мощностью 500 л.с. По этой причине коленчатый вал следует проверять с помощью Magnaflux на наличие проблемных участков.

Процедура очистки бывшего в употреблении коленчатого вала несложна и часто представляет собой не что иное, как хорошее замачивание в ванне для деталей, такой как машина Safety-Clean. Затем мастерская будет использовать специальную щетку или старомодный очиститель для труб, чтобы промыть масляные отверстия в шейках.

Механические мастерские измерят коленчатый вал с помощью микрометра. Каждая шатунная шейка, наряду со всеми основными шейками, будет измерена на предмет конусности, овальности и меньшего размера из-за износа или предыдущего восстановления. Микрометр обычно используется для измерения в определенных местах на шейке. Шейки стержней будут испытывать наибольший износ на нижней стороне. Термин «плоский кривошип» часто используется для обозначения шатунной шейки, которая имеет некруглую форму из-за износа нижней стороны. Состояние овальности или конусности 0,001 дюйма или более требует повторной шлифовки коленчатого вала.

Иногда шейки подшипников приобретают форму песочных часов или бочкообразную. Максимальный предел для этого условия составляет 0,001 дюйма для серийного двигателя и почти нулевой для высокопроизводительного приложения.

В большинстве новых двигателей Pontiac используется комбинация верхнего коренного подшипника с канавками и нижнего подшипника скольжения или без канавок. Это может привести к необходимости перешлифовки журнала. Если шейка коленчатого вала имеет гребень, превышающий 0,0003 дюйма, шейки необходимо отшлифовать до стандартного размера. Если гребни не будут удалены, это может вызвать нагрузку на новый комплект подшипников и привести к их выходу из строя вскоре после запуска Pontiac и его первого запуска.

Соосность коленчатого вала относится к его прямолинейности. Рекомендуемым методом является использование V-образных блоков и циферблатного индикатора. Выравнивание от цапфы к цапфе должно быть в пределах 0,001 дюйма. Общее отклонение не должно превышать 0,002 дюйма. Биение носика коленчатого вала и торца маховика не может превышать 0,001 дюйма.

Когда слесари проверяют конусность и овальность, они сравнивают полученные показания микрометра с таблицей размеров коленчатого вала, чтобы определить, не был ли он уже отшлифован меньше размера. Обычные заниженные размеры, до которых шлифуются шейки подшипников, составляют 0,010, 0,020 или 0,030 дюйма. Подшипники обычно предлагаются в этих уменьшенных размерах, чтобы соответствовать отшлифованным коленчатым валам.

В большинстве механических мастерских нет оборудования для шлифовки коленчатых валов. Эта услуга обычно сдается в субаренду специализированной ремонтной мастерской, которая занимается только ремонтом и восстановлением коленчатого вала.

Процесс выполняется с помощью шлифовального камня, который выдерживается с предельной точностью. Если шейки коленчатого вала конические, некруглые или имеют какие-либо дефекты, их необходимо перешлифовать. Принято стачивать минимальное количество материала, чтобы коленвал оставался прочным. Если коленчатый вал упоминается как «на шатунах на 10 меньше», это означает, что он был отшлифован на 0,010 дюйма меньше размера. После того, как коленчатый вал отшлифован, подшипники, внешний диаметр которых увеличил количество удаляемого материала, должны компенсировать разницу. Коленчатый вал, который был отшлифован на 0,010 дюйма ниже, будет использовать подшипник с наружным диаметром вкладыша на 0,010 дюйма больше (толще), чем у стандартного. Внутренний диаметр останется прежним.

Существует две точки зрения на переточку коленчатого вала. Некоторые магазины не утруждают себя проведением измерений и просто обрезают коленчатый вал на 0,010 дюйма. Я не считаю это хорошей практикой, так как это не только слегка ослабляет коленчатый вал, но и вызывает дополнительную тепловую нагрузку в процессе шлифовки. Кроме того, если в двигателе когда-либо произойдет отказ от смазки, может не хватить материала для повторного использования коленчатого вала из-за ненужного разреза. Однако не бойтесь использовать обрезанный коленчатый вал. Это очень приемлемая процедура, когда это необходимо.

Перед повторным вводом в эксплуатацию коленчатый вал всегда должен быть отполирован независимо от того, был он шлифован или нет. Все шейки, радиусы скругления и поверхности уплотнений должны быть отполированы до 15 микродюймов.

Большинство коленчатых валов Pontiac имеют накатку на шейке заднего главного уплотнения, поскольку изначально она была тросовой. Многие производители двигателей любят полировать его для использования с неопреновым уплотнением. Однако после удаления накатки двигатель всегда должен сохранять этот тип заднего главного уплотнения.

Коленчатый вал вращается в машине и вращается в том же направлении, в котором он работает, в то время как полировальный ремень, напоминающий наждачную шкурку, прижимается к шейкам, приводимым в действие электродвигателем. Ткань для полировки должна оттягивать материал от вращения. Полировка выполняется для подготовки поверхности шейки к правильному контакту с материалом подшипника, а также для того, чтобы масло могло работать должным образом и образовать необходимый масляный клин, отделяющий подшипник от шейки.

Соединительные стержни

Соединительные стержни — это одна из деталей, которыми чаще всего злоупотребляют и которые наименее уважаемы. Большинство энтузиастов не осознают нагрузки и стресса, которые он испытывает. Например, шатун должен выдерживать четыре-пять тонн давления при сгорании. Кроме того, стержень должен совершать обратное движение много раз в секунду. Эта нагрузка и напряжение в сочетании с циклами нагрева и охлаждения двигателя в конечном итоге деформируют конец шатуна, который крепится к коленчатому валу.

Шатун состоит из самого шатуна и крышки, охватывающей шатунную шейку коленчатого вала. Место, где он присоединяется к поршню, называется малым концом; там, где он крепится к коленчатому валу, находится большой конец.

Шатуны проверяются на растяжение и соосность шатуна. Поскольку потеря концентричности или удлинения максимальна в вертикальном направлении, они воздействуют одновременно. Для измерения большой головки шатуна можно использовать несколько методов:

Специальный нутромер — этот инструмент имеет два жестких и один плавающий штифт на задней части калибра. Плавающий штифт подгоняется под испытуемый стержень. Когда датчик правильно отрегулирован, чтобы соответствовать отверстию штока, машинист вращает датчик вокруг отверстия. Циферблат показывает овальность в тысячных долях дюйма.

Обычный циферблатный нутромер — с помощью этого инструмента штанга измеряется в обоих направлениях. Разница в показаниях показывает удлинение.

Внутримикрометр или телескопический калибр — серия измерений проводится поперек отверстия для определения размера и округлости. Если большая головка шатуна будет удлинена, это приведет к тому, что узел вкладыша шатунного подшипника будет некруглым при установке, что приведет к преждевременному выходу двигателя из строя и пробуксовке подшипников.

Распространенная ошибка, которую совершают многие мастерские и энтузиасты, – это отсутствие ремонта шатунов. Для этого нужно снять поршень с малого конца. В зависимости от конструкции штифта — прессованного или плавающего — эта процедура различается. Чтобы удалить плавающий штифт, на маленьком конце шатуна должен быть какой-то стопорный зажим, который необходимо снять. Как только замок будет снят, штифт выскользнет как из поршня, так и из штока.

Большинство двигателей Pontiac имеют заводские запрессованные штифты. Это посадка с натягом. Многие магазины просто помещают поршень в специальные тиски и с помощью гидравлического пресса с соответствующей оправкой выдавливают штифт. Некоторые могут нагреть отверстие поршневого пальца небольшой горелкой, а затем таким же образом выпрессовать палец. Для установки пальца узкий конец стержня обычно нагревают в шатунной печи для расширения отверстия. Затем очень быстро вставляется штифт, прежде чем произойдет какое-либо сокращение от охлаждения. Опытный машинист выполнит эту процедуру, не «посинив» стержень от чрезмерного нагрева. Экстремальная температура при нагреве вызовет нагрузку на стержень и может вызвать преждевременный выход из строя или деформацию отверстия под палец.

После того, как поршень будет снят, шток будет измерен (большой конец), чтобы определить, нужно ли изменить его размер. Во время капитального ремонта обычно необходимо изменить размеры стержней, чтобы выполнить работу качественно. Этот процесс осуществляется путем разрезания как колпачка, так и конца стержня, к которому прикрепляется колпачок, с помощью специальной машины для резки стержней. Как только будет определено, что поверхности были обрезаны достаточно, чтобы удалить любое удлинение, шатун необходимо отшлифовать на специальном станке, чтобы получить надлежащий внутренний диаметр для подшипника и шатунной шейки.

Прежде чем стержень можно будет разрезать, его болты или шпильки выдавливаются с помощью гидравлического пресса. Перед процессом хонингования необходимо установить новые стержневые болты или шпильки. Это делается так же, как удаление, с помощью гидравлического пресса. Когда большой конец стержня затачивается, он не только восстанавливает надлежащий внутренний диаметр, но и создает надлежащую поверхность для прилегания вкладыша подшипника.

Маленький конец стержня обычно не требует особого обслуживания, кроме измерения для надлежащей посадки с натягом на поршневой штифт для запрессовки. Если конец деформирован, может потребоваться шлифовка и регулировка штифта путем механической обработки или покупки другого размера.

При повторной сборке шатуна используются тиски для шатунов, чтобы удерживать шатуны и следить за тем, чтобы крышка правильно совпадала с основным корпусом. Кроме того, стержень будет затянут в соответствии со спецификацией в тисках для стержня, и будет измерена величина растяжения болта. Болты шатунов принимают на себя большую часть нагрузки в двигателе и должны иметь точную длину, чтобы работать без сбоев.

Поршни

Новые поршни будут осмотрены и измерены в нижней части юбок. Это можно сделать очень большим микрометром или штангенциркулем. Отверстия под штифты будут проверены и измерены с помощью калибра-скобы или внутреннего микрометра.

Будут выполнены другие измерения, например, подтверждение компрессионной высоты поршня. Это определяется положением поршневого пальца в поршне. Для точного определения этого значения требуется специальное приспособление.

Перед установкой новых поршней слесарь проведет процедуру измерения и осмотра, чтобы выявить любые дефекты. Кроме того, будут удалены любые высокие точки на заводной головке (вверху), чтобы избежать перегрева, который может вызвать детонацию.

Балансировка двигателя

Иногда в хобби возникает некоторая путаница в отношении того, была ли заводская вращающаяся сборка сбалансирована внутри или снаружи. Это важно, так как строкар-кит Butler внутренне сбалансирован.

Принято считать, что двигатели 326-455 имели внутреннюю балансировку, а 301-е — внешнюю. Однако на двигателях 326-455 заводской коленчатый вал был отбалансирован, но маховик/гибкая пластина также была просверлена с одной стороны для точной балансировки. Это сбивает с толку, поскольку общее правило состоит в том, что если балансировка выполняется на внешнем вращающемся элементе (гибкая пластина / маховик или гармонический демпфер), двигатель считается внешне сбалансированным. Но поскольку на заводе была сделана коррекция массы коленчатого вала, двигатель можно было считать внутренне сбалансированным с внешне сбалансированным маховиком для точной коррекции.

Важно, чтобы читатель HPP понял, что ходовой комплект Butler имеет внутреннюю балансировку (равновесие достигается за счет изменения массы коленчатого вала), поэтому стандартный маховик/гибкая пластина Pontiac должен иметь нейтральную балансировку или нейтральную балансировку послепродажного обслуживания. требуется. Если этого не сделать, это вызовет состояние дисбаланса.

Недостатком конструкции поршневого двигателя является необходимость преобразования возвратно-поступательной силы в высокоскоростное вращательное движение. В отличие от шины, которая вращается только вокруг своей оси, внутренние части двигателя имеют дело с совершающими возвратно-поступательное движение и вращающимися массами.

Законы физики вращения применяются к коленчатому валу, гармоническому демпферу и маховику или гибкой пластине, а также к большому концу шатуна. Поршень и сопутствующие компоненты, а также шатун от середины до малого конца идентифицируются как совершающие возвратно-поступательное движение. На вращающиеся массы действуют центробежные силы, в то время как совершающие возвратно-поступательное движение тела находятся под контролем теории инерции. При балансировке вращающиеся компоненты не будут иметь тяжелых участков, которые воздействуют на коленчатый вал и пытаются оторвать его от оси вращения. Идентификация разности масс осуществляется на балансировочном станке.

Компоненты, совершающие возвратно-поступательное движение, должны иметь такую ​​же массу, как и остальные на многоцилиндровых двигателях. Это основано на теории поглощения энергии массой, и, в свою очередь, если все они имеют одинаковый вес, к коленчатому валу будет приложена одна и та же сила инерции, поскольку каждый поршень останавливается в верхней мертвой точке. Поскольку добавлять вес к возвратно-поступательным частям нецелесообразно, общепринятый метод балансировки состоит в том, чтобы взвесить все компоненты по отдельности, а затем удалить материал, чтобы он соответствовал самому легкому.

Балансировка как вращающихся, так и возвратно-поступательных компонентов повышает долговечность, мощность и плавность работы самого двигателя, а также придает те же качества любым другим компонентам, которые он приводит в действие.

Первая процедура балансировки — собрать все компоненты. Сюда входят коленчатый вал, балансир, маховик/гибкая пластина и болты, поршни, штифты, замки штифтов, кольца, подшипники, шатуны.

Подбор веса поршней и пальцев в первую очередь. Машинист определит самый легкий из них с помощью высокоточной цифровой шкалы, которая показывает в граммах. Поскольку шатун разделяет функции вращения и возвратно-поступательного движения, для него требуется приспособление для удержания стержня, чтобы каждый конец можно было взвешивать отдельно. Начиная с большого конца, все удилища будут взвешены с записью результатов. Затем балансировочная прокладка на каждом стержне будет обработана, чтобы сделать их максимально легкими. Затем удилище переворачивают, взвешивают узкий конец и подгоняют к самому легкому, обрабатывая балансировочную прокладку на конце штифта.

Этот вес не только соответствует всем этим компонентам, но и собирает информацию для моделирования этих сил на коленчатом валу, когда он установлен и вращается на балансировочном станке. Бобышки со свинцовой дробью или шайбами ​​используются для имитации точного веса возвратно-поступательной массы.

Коленчатый вал затем устанавливается в балансировочный стенд для конкретного применения с прикрепленными грузиками и раскручивается ременным приводом примерно до 500 об/мин. Балансировочная машина показывает на панели управления величину дисбаланса и положение коррекции в зависимости от того, будет ли добавлен или удален вес с коленчатого вала.

Если необходимо снять груз, обычно просверливают кривошип на противовесе в точке, определяемой машиной. Глубина и размер отверстия определяются таблицей сверления, которая определяет вес материала, удаленного из отверстия. Если к коленчатому валу необходимо добавить массу, чтобы компенсировать более тяжелые возвратно-поступательные компоненты или увеличенный ход, то в осевом направлении просверливается отверстие для установки тяжелого металлического стержня из вольфрама. Обычно запрессовывают, а затем приваривают заглушку на место. Установка из тяжелого металла обычно показывает соотношение 2:1. Если удалить один грамм стали, в смещенной области останется 2,17 грамма вольфрама.

Много раз механические мастерские идут на компромиссы, чтобы снизить цену на двигатель, только подбирая вес новых шатунов и поршней, но не балансируя коленчатый вал. Это не считается сбалансированным двигателем. Единственное, что можно сказать, это то, что все возвратно-поступательные части весят одинаково. Убедитесь, что ваш моторный цех уравновешивает всю сборку, а не просто соответствует весу.

Теперь мы подошли к другой проблеме — насколько хорошим должен быть баланс? По мнению автора и Крейга Уайза из RaceKrafters, любая вращающаяся сборка должна быть сбалансирована как можно точнее, независимо от того, для чего она будет использоваться. Некоторые производители двигателей оставляют больший допуск в балансе двигателя с более низкими оборотами, чем для двигателя с высокими оборотами.