Щеки вала

Щеки подвергаются изгибу в двух плоскостях, растяжению и сжатию, а также кручению. Они являются наиболее сложно нагруженными элементами коленчатого вала, а наибольшие концентрации напряжений отмечаются в галтелях. Для снижения концентрации изгибных напряжений места перехода от щек к шейкам выполняют в виде галтелей по двум или трем радиусам или с поднутрением в щеку, что обеспечивает максимально возможную длину опорной длины шейки.

На продолжении щек коленчатого вала могут располагаться противовесы, которые изготовляют заодно с коленчатым валом или крепят к нему на продолжении щек в виде автономных элементов. Их количество, размеры и размещение должно при минимальной металлоемкости обеспечивать внешнюю и минимизировать внутреннюю неуравновешенность двигателя.

В процессе работы коленчатый вал подвергается воздействию значительных осевых усилий, возникающих из-за изменения ориентации транспортного средства и двигателя относительно горизонта в результате ускорения и замедления транспортного средства, работы на валу косозубых шестерен и при выключении сцепления. Осевая фиксация вала по одной шейке относительно картера обеспечивается упорными кольцами, буртами вкладышей или упорным подшипником (рис. 13.2) при осевых зазорах 0,05...0,15 мм. Упорные кольца изготовляют из бронзы, стали или металлокерамики и фиксируют от проворачивания штифтами. Для снижения потерь на трение стальные кольца и упорные бурты вкладышей заливают антифрикционным сплавом.

На носке коленчатого вала устанавливают шкивы или шестерни для привода механизма газораспределения, насосов, вентилятора, демпфера крутильных колебаний и др.

На хвостовике коленчатого вала устанавливают маховик с зубчатым венцом для пуска двигателя. Чем больше момент инерции маховика, тем выше равномерность хода двигателя, однако переход с одного скоростного режима на другой в силу его инерционности будет более медленный. В ряде конструкций на хвостовике может быть организован привод механизма газораспределения.

Для предупреждения выхода масла из внутреннего объема картера на носке и хвостовике коленчатого вала устанавливают мас-лоудерживающие сальники.

Коленчатые валы в сборе со всеми элементами группы подвергают статической и динамической балансировке по техническим условиям, установленным заводом-изготовителем.

Коленчатые валы штампуют из стали или отливают из специальных чугунов. Для штампованных валов применяют стали 45, 45Х, 40ХФА, 42ХМФА, 18Х2Н4ВА.

Коленчатые валы двигателей с искровым зажиганием отливают кз высокопрочного чугуна. Они имеют меньшую стоимость, небольшие припуски на механическую обработку, в них можно придать более рациональную форму внутренним полостям шеек щек и обеспечить повышение усталостной прочности. Однако предел выносливости чугуна на изгиб существенно ниже, чем стали, поэтому такие валы редко применяются в дизелях.