Alkūninio veleno paskirtis ir veikimas automobilyje

Automobilio variklis yra sudėtingas mechanizmas, kuriame kiekviena dalis atlieka savo esminę funkciją. Viena iš svarbiausių variklio dalių yra alkūninis velenas, atsakingas už variklio sukimo momento perdavimą. Jis dažnai vadinamas vidaus degimo variklio „stuburu“.

Alkūninis velenas yra pagrindinė automobilio variklio dalis, paverčianti stūmoklio tiesioginio judesio virsmą sukamuoju judesiu. Tai vienas svarbiausių variklio komponentų, kuris tiesinį stūmoklių judesį (tiksliau, stūmoklių judėjimo generuojamą energiją) verčia į rotacinę (sukimosi) energiją ir per transmisiją perduoda rotaciją į ratus. Alkūninis velenas stūmoklių judėjimą žemyn paverčia sukimosi energija.

Alkūninio veleno funkcija ir konstrukcija

Pagrindinė alkūninio veleno funkcija yra konvertuoti dujų, stūmoklio ir švaistiklio jėgą į sukimo momentą, kad būtų galima valdyti transmisijos sistemą ir užvesti automobilį. Alkūninis velenas yra alkūninio-švaistiklinio mechanizmo (AŠM) pagrindas, kuris tiesiogiai veikia variklio galią ir efektyvumą.

Konstrukciškai alkūninis velenas paprastai susideda iš kelių alkūninių alkūnių. Švaistiklio kaištis, kairioji ir dešinė švaistiklio svirtys bei kairysis ir dešinysis pagrindiniai sukliai sudaro vientisą švaistiklį. Tam tikroje fazėje yra sujungta daugybė vienetinių alkūnių, o alkūninio veleno priekiniai ir galiniai galai yra suformuoti alkūniniu velenu. Šie metimai pakeičia stūmoklių vertikalų judėjimą į sukamąjį judesį.

Pagrindiniai kakliukai yra cilindriniai paviršiai, besisukantys pagrindiniuose variklio guoliuose. Šie žurnalai jungia variklio bloką, leisdami jam suktis aplink alkūninį veleną ir likti vietoje. Alkūninio veleno ašinis laisvumas ribojamas plieniniais pusžiedžiais, įmontuotais galinio arba vidurinio pagrindinių guolių šonuose, arba pagrindinių guolių briaunomis.

Atsvarai yra sunkios dalys, kurios padeda sumažinti vibraciją ir pagerinti variklio sklandumą. Jie padeda subalansuoti besisukančių dalių sukurtas jėgas. Siekiant užtikrinti sklandų variklio darbą, alkūninis velenas yra subalansuotas.

Guoliai palaiko kakliukus ir padeda alkūniniam velenui suktis su mažesne trintimi. Tai gali būti slydimo arba kakliuko guoliai ir jie yra būtini sklandžiam alkūninio veleno veikimui.

Smagračio tvirtinimo flanšas yra ta vieta, kur smagratis pritvirtinamas prie alkūninio veleno. Smagratis yra didelis mechaninis įtaisas, kuris sukasi dideliu greičiu.

Alkūninis tinklas jungia pagrindinius guolių kakliukus su alkūniniu velenu. Atraminės poveržlės neleidžia alkūniniam velenui judėti vertikaliai, kol jis sukasi. Šios poveržlės dedamos pagrindinėse vietose išilgai alkūninio veleno.

Alyvos sandarikliai yra abiejuose alkūninio veleno galuose, kad sustabdytų alyvos nuotėkį. Vienas sandariklis yra priekyje, kitas gale. Alkūninio veleno skriemulio galas jungiasi su varikliu ir taip pat gali susieti su pavarų dėže.

Gamybos medžiagos

Alkūninis velenas paprastai yra kaltas iš vidutinio anglies plieno ir vidutinio anglies legiruotojo plieno, tokių kaip 45, 40Cr ir 35Mn2. Žurnalo paviršius apdorojamas aukšto dažnio ar nitrito tirpalais. Šiuolaikiniame automobilių variklyje taip pat plačiai naudojamas kaliojo ketaus alkūninis velenas. Alkūniniai velenai daugiausia pagaminti iš kaltinio plieno, todėl jie yra tvirti ir tvirti. Jie turi grūdintą paviršių ir tvirtą šerdį, kad atlaikytų dideles sukimo jėgas.

Alkūninio veleno skriemulys ir pagalbiniai įtaisai

Alkūninio veleno diržo skriemulys yra pagrindinis energijos šaltinis, perduodantis sukimąsi kitiems variklio priedams. Per skriemulį ir diržų sistemas energija tiekiama:

• Generatoriui (akumuliatoriaus įkrovimui);
• Vandens siurbliui (variklio aušinimo skysčio cirkuliacijai);
• Stiprintuvo siurbliui;
• Oro kondicionavimo kompresoriui.

Svarbi šios sistemos dalis yra įtempimo skriemulys, naudojamas paskirstymo diržo sandarumui reguliuoti, kad pavarų sistema būtų stabili ir patikima. Paskirstymo diržas yra sujungtas su alkūniniu velenu ir suderintas su tam tikru perdavimo santykiu, kad būtų užtikrintas įsiurbimo ir išmetimo laiko tikslumas. Alkūninis velenas varo kumštelinis velenas, kuris valdo variklio vožtuvus. Skirstomasis velenas turi kumštelių skilteles, kurios valdo variklio vožtuvus. Šios skiltys valdo oro ir degalų srautą į degimo kamerą, taip pat išmetamąsias dujas. Kai skirstomasis velenas sukasi, kumštelių skiltys atidaro ir uždaro vožtuvus, reguliuodami, kiek laiko ir kiek jie atsidaro.

Alkūninio veleno padėties daviklis

Pats alkūninis velenas ir jo daviklis yra neatsiejami komponentai. Daviklis vaidina nepakeičiamą vaidmenį variklio valdyme ir daro įtaką variklio elgesiui kelyje. Jis yra atsakingas už alkūninio veleno padėties ir sukimosi greičio stebėjimą, o gaunama informacija yra kritinė degalų įpurškimui ir uždegimo laiko nustatymui. Geriausios alkūninio veleno padėties jutiklis seka tokius svarbius veiksnius kaip uždegimo laikas ir variklio sūkiai.

Pagrindiniai daviklio gedimo požymiai

Jei jutiklis pateikia nereguliarius arba neteisingus duomenis į centrinį kompiuterį, vairuotojas gali pastebėti šiuos simptomus:

• Netolygus variklio darbas: variklis purtosi, „nesudirba“ cilindrai. Tai gali būti dėl to, kad daviklis nesugeba tiksliai sekti alkūninio veleno padėties, netinkamai parenkamas laikas degalų įpurškimui.
• Sunkus užvedimas: variklis neužsiveda iš pirmo karto. Jei transporto priemonė sunkiai užsiveda, tai gali būti dėl to, kad alkūninio veleno daviklis gauna arba perduoda neteisingus duomenis.
• Check Engine lemputė: prietaisų skydelyje užsidega įspėjamasis signalas.
• Netikėtas variklio užgesimas: variklis gali užgesti važiuojant ar stovint. Dėl sutrikusio alkūninio veleno daviklio veikimo, visas variklis gali netikėtai užgesti ir kels didelį pavojų saugumui važiuojant. Motoras užgesti gali ir stovint prie šviesoforo, ir judant sraute, ir darant staigesnį manevrą.
• Padidėjusios kuro sąnaudos ir vibracija.

Dėl to, kad daviklis yra gana nedidelis (kelių centimetrų ilgio) ir sunkiai pasiekiamas, keitimo ar apžiūros darbus turėtų atlikti tik profesionalai. Vien priėjimas prie smagračio ar alkūninio veleno skriemulio (kur dažniausiai sumontuotas daviklis) reikalaus nemažai žinių apie variklį. Taip pat skiriasi ir patys davikliai. Jie gali būti indukciniai, holo tipo arba išmanūs.

Alkūninio mechanizmo nejudančios dalys

Alkūninio mechanizmo konstrukcijoje svarbią vietą užima nejudančios dalys, užtikrinančios jo stabilumą ir ilgaamžiškumą. Pagrindinės šios grupės dalys yra cilindrų blokas ir cilindrų galvutė.

Cilindrų blokas

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 skalaujamuose 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.

Alkūninio veleno tipai ir išdėstymas

Alkūniniai mechanizmai gali būti skirtingų konstrukcijų, priklausomai nuo variklio tipo ir paskirties.

• Centrinis mechanizmas: alkūninio veleno sukimosi centras sutampa su cilindro ašine linija.
• Dezeksalinis (necentrinis) alkūninis mechanizmas: alkūninio veleno sukimosi centas 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

• V formos cilindrų išdėstymo schema: didelės galios varikliuose cilindrai dažniausiai išdėstomi dviem eilėmis. Kampas tarp cilindrų eilių šiuose varikliuose dažniausiai būna 90 laipsnių, nes tuomet lengviau sprendžiamos alkūninio mechanizmo judančių masių atsvėrimo problemos - variklis mažiau vibruoja, nereikia didelių balansų ant alkūninio veleno.
• Opoziciniai varikliai: varikliai, kuriuose kampas tarp cilindrų yra 180 laipsnių. Tokie varikliai dažniausiai naudojami motocikluose, nes juos lengviau aptarnauti.
• Viena eilė vertikaliai: cilindrai variklyje gali būti išdėstyti vertikaliai viena eile.

Alkūninio veleno judančios dalys ir jų funkcijos

Alkūninis velenas yra sudėtingas mechanizmas, kurį sudaro daugybė judančių dalių, atliekančių specifines funkcijas.

Stūmokliai

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.

Švaistikliai, žiedai, guoliai, pirštai, tarpinės

• Švaistikliai jungia stūmoklius su alkūninio veleno alkūniniais kakliukais.
• 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.

Alkūninio mechanizmo galimi gedimai ir jų požymiai

Nors alkūninis mechanizmas yra patvarus, tačiau dėl eksploatacijos sąlygų, netinkamos priežiūros ar gamyklinių defektų gali atsirasti gedimų. Kai ši dalis pradeda gesti, automobilio savininkui tenka susidurti su rimtais veikimo sutrikimais. Svarbu atpažinti pagrindinius ženklus ir simptomus, kurie rodo, kad ši dalis gali būti pažeista arba susidėvėjusi.

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.

Pažeisto alkūninio veleno simptomai:

1. Neįprasti variklio garsai: kai alkūninis velenas arba jo guoliai pradeda dėvėtis, variklis gali pradėti skleisti įvairius garsus, tokius kaip metalinis stuksenimas, barškėjimas ar girgždėjimas. Tokie garsai ypač sustiprėja, kai variklis veikia aukštesnėmis apsukomis arba kai jis yra apkrautas.
2. Neįprastos variklio vibracijos: alkūninis velenas yra atsakingas už sklandų variklio veikimą, todėl jei jis yra netinkamai subalansuotas arba pažeistas, tai gali sukelti stiprias vibracijas. Variklio vibracijos gali būti įvairaus intensyvumo - nuo švelnaus drebulio iki stipraus vibravimo, kuris apsunkina vairavimą.
3. Alyvos nuotėkiai: tai dar vienas simptomas, kuris gali rodyti, kad alkūninis velenas arba jo sandarinimo dalys yra pažeistos. Alyvos nuotėkiai gali būti matomi aplink variklio bloką arba po automobiliu, ypač kai jis stovi ilgą laiką. Be to, galite pastebėti, kad alyvos lygis dažniau nei įprasta nukrenta arba kad ant variklio korpuso atsiranda alyvos dėmių.
4. Variklio galios praradimas: jei alkūninis velenas yra pažeistas arba susidėvėjęs, variklis gali pradėti prarasti galią ir efektyvumą. Sumažėjęs variklio efektyvumas dažnai būna susijęs su pažeistu alkūniniu velenu arba jo guoliais, kurie nebegali tinkamai veikti dėl nusidėvėjimo ar pažeidimų.
5. Padidėjęs alyvos suvartojimas: jei jūsų automobilis pradeda vartoti daugiau alyvos nei įprastai, tai taip pat gali būti ženklas, kad alkūninis velenas arba jo komponentai yra pažeisti. Padidėjęs alyvos suvartojimas dažnai būna susijęs su susidėvėjusiais sandarikliais arba guoliais, kurie nebegali tinkamai atlikti savo funkcijų.
6. Įspėjamieji signalai prietaisų skydelyje: jei alkūninis velenas arba jo jutikliai pradeda veikti netinkamai, variklio valdymo modulis (ECM) gali sugeneruoti įspėjamuosius signalus ar klaidas. Jei jūsų automobilio prietaisų skydelyje užsidega įspėjamoji lemputė, būtina kuo greičiau atlikti diagnostiką ir patikrinti alkūninio veleno bei kitų susijusių komponentų būklę.
7. Nelygus variklio darbas: jei alkūninis velenas yra pažeistas ar nesubalansuotas, tai gali sukelti nelygų arba netolygų variklio darbą. Jūs galite pastebėti, kad variklis pradeda šlubuoti arba dirba netolygiai tam tikromis apsukomis.

Jei pastebėjote bet kurį iš šių ženklų ar simptomų, labai svarbu kuo greičiau imtis veiksmų. Alkūninio veleno pažeidimai ar nusidėvėjimas gali sukelti rimtų variklio problemų, kurios gali brangiai kainuoti. Reguliariai prižiūrėdami alkūninį veleną ir anksti pašalindami problemas, variklis daugelį metų dirbs sklandžiai ir efektyviai.

tags: #kokiapaskirtis #alkuninio #veleno