Co je to klikový hřídel v autě a jak to funguje

Klikový hřídel v autě

Klikový hřídel je součástí motoru automobilu poháněného skupinou pístů. Přenáší točivý moment na setrvačník, který zase otáčí převody. Dále se rotace přenáší na hřídele hnacích kol.

Všechna auta pod kapotou jsou nainstalována vnitřní spalovací motory, vybavené takovým mechanismem. Tato část je vytvořena speciálně pro značku motoru, nikoli pro model automobilu. Během provozu se klikový hřídel otírá o konstrukční prvky spalovacího motoru, ve kterém je instalován. Při jeho výměně proto pozorovatelé vždy věnují pozornost vývoji třecích prvků a proč se to objevilo.

Jak vypadá klikový hřídel, kde je umístěn a jaké jsou poruchy?

Historie klikového hřídele

Jako samostatný produkt se klikový hřídel neobjevil přes noc. Na počátku se objevila kliková technika, která se uplatňovala v různých oblastech zemědělství, ale i v průmyslu. Například kliky na ruční pohon se používaly již v letech 202-220 našeho letopočtu. (za dynastie Han).

Charakteristickým rysem těchto produktů byla absence funkce pro převod vratných pohybů na rotační nebo naopak. V římské říši (II-VI století našeho letopočtu) se používaly různé výrobky vyrobené ve tvaru kliky. Některé kmeny středního a severního Španělska (Celtiberians) používaly kloubové ruční mlýnky, které fungovaly na principu kliky.

V různých zemích byla tato technologie vylepšena a používána v různých zařízeních. Mnohé z nich byly použity v mechanismech otáčení kol. Kolem 15. století začal textilní průmysl používat klikové bubny, na které se navíjely provazce příze.

Ale samotná klika rotaci nezajistí. Proto je nutné jej kombinovat s dalším prvkem, který by zajistil převod vratných pohybů na rotaci. Arabský inženýr Al-Jazari (žil v letech 1136 až 1206) vynalezl plnohodnotný klikový hřídel, který byl s pomocí ojnic schopen takové přeměny provádět. Tento mechanismus používal ve svých strojích ke zvedání vody.

Na základě tohoto zařízení se postupně vyvíjely různé mechanismy. Například současník Leonarda da Vinci, Cornelis Corneliszun, postavil pilu, která byla poháněna větrným mlýnem. V něm bude klikový hřídel plnit opačnou funkci oproti klikovému hřídeli u spalovacího motoru. Vlivem větru se otáčel hřídel, který pomocí ojnic a klik převáděl rotační pohyby na pohyby vratné a pohyboval pilou.

Jak se průmysl vyvíjel, klikové hřídele získávaly stále větší oblibu díky své všestrannosti. Dosud nejúčinnější motor je založen na přeměně vratného pohybu na pohyb rotační, což je možné díky klikovému hřídeli.

K čemu je klikový hřídel?

Jak víte, ve většině klasických spalovacích motorů (o tom, jak mohou fungovat jiné spalovací motory, čtěte v jiném článku) existuje proces přeměny vratných pohybů na rotační pohyb. Blok válců obsahuje písty s ojnicemi. Když směs vzduchu a paliva vstoupí do válce a je zapálena jiskrou, uvolní se spousta energie. Expanzní plyny tlačí píst směrem ke spodní úvrati.

Všechny válce jsou namontovány na ojnicích, které jsou zase připevněny k čepům ojnice klikového hřídele. Vzhledem k tomu, že moment spuštění všech válců je odlišný, působí na klikový mechanismus rovnoměrný účinek (frekvence vibrací závisí na počtu válců v motoru). To způsobí, že se klikový hřídel nepřetržitě otáčí. Rotační pohyb je pak přenášen na setrvačník a z něj přes spojku na převodovku a poté na hnací kola.

Klikový hřídel je tedy navržen tak, aby převáděl všechny druhy pohybů. Tato část je vždy vytvořena velmi přesně, protože čistota otáčení vstupního hřídele v převodovce závisí na symetrii a přesně kalibrovaném úhlu sklonu vůči sobě navzájem.

Materiály, ze kterých je vyroben klikový hřídel

K výrobě klikových hřídelů se používá ocel nebo tvárná litina. Důvodem je, že díl je pod velkým zatížením (vysoký točivý moment). Proto musí mít tato část vysokou pevnost a tuhost.

Pro výrobu litinových úprav se používá odlévání a kují se ocelové úpravy. K získání ideálního tvaru se používají soustruhy, které jsou ovládány elektronickými programy. Poté, co produkt získá požadovaný tvar, je vybroušen a aby byl silnější, zpracovává se za použití vysokých teplot.

Struktura klikového hřídele

Klikový hřídel je namontován ve spodní části motoru přímo nad olejovou vanou a skládá se z:

• hlavní čep - nosná část části, na které je nainstalováno hlavní ložisko klikové skříně motoru;
• čep ojnice - zarážky pro ojnice;
• tváře - spojte všechny čepy ojnic s hlavními;
• špička - výstupní část klikového hřídele, na které je upevněna řemenice pohonu rozdělovacího mechanismu plynu (časování);
• stopka - protilehlá část hřídele, ke které je připevněn setrvačník, který pohání převody převodovky, je k ní připojen také startér;
• protizávaží - slouží k udržení rovnováhy během vratných pohybů skupiny pístů a uvolnění zátěže odstředivou silou.

Hlavními čepy jsou osa klikového hřídele a ojnice jsou vždy střídavě posunuty v opačném směru od sebe. V těchto prvcích jsou vytvořeny otvory pro dodávání oleje do ložisek.

Klika klikového hřídele je sestava skládající se ze dvou tváří a jednoho čepu ojnice.

Dříve byly do automobilů instalovány prefabrikované úpravy klik. Všechny motory jsou dnes vybaveny klikovými hřídeli z jednoho kusu. Jsou vyrobeny z vysoce pevné oceli kováním a následným soustružením. Levnější možnosti jsou vyrobeny z litiny pomocí odlévání.

Zde je příklad vytvoření ocelového klikového hřídele:

3 Broušení klikového hřídele Plně automatizovaný proces

K čemu slouží snímač klikového hřídele?

DPKV je senzor, který určuje polohu klikového hřídele v určitém okamžiku. Tento senzor je vždy instalován ve vozidlech s elektronickým zapalováním. Přečtěte si více o elektronickém nebo bezkontaktním zapalování zde.

Aby byla směs vzduchu a paliva dodána do válce ve správný čas a také aby byla včas zapálena, je nutné určit, kdy každý válec provede příslušný zdvih. Signály ze senzoru se používají v různých elektronických řídicích systémech vozidel. Pokud tato část nefunguje, pohonná jednotka se nebude moci spustit.

Existují tři typy senzorů:

• Indukční (magnetické). Kolem senzoru se vytvoří magnetické pole, do kterého spadne synchronizační bod. Časovací štítek umožňuje elektronické řídicí jednotce odeslat požadované impulzy do akčních členů.
• Hallův senzor. Má podobný princip činnosti, pouze magnetické pole snímače je přerušeno obrazovkou připevněnou k hřídeli.
• Optický. Ozubený kotouč se také používá k synchronizaci elektroniky a otáčení klikového hřídele. Pouze místo magnetického pole se používá světelný tok, který dopadá na přijímač z LED. Impuls směřující do ECU se vytvoří v okamžiku přerušení světelného toku.

Další informace o zařízení, principu činnosti a poruchách snímače polohy klikového hřídele si přečtěte v samostatné recenzi.

Tvar klikového hřídele

Tvar klikového hřídele závisí na počtu a umístění válců, jejich pořadí činnosti a zdvizích, které skupina válců s písty provádí. V závislosti na těchto faktorech může být klikový hřídel s různým počtem čepů ojnic. Existují motory, u nichž zatížení z několika ojnic působí na jeden krk. Příkladem takových jednotek je spalovací motor ve tvaru písmene V.

Tato část musí být vyrobena tak, aby během otáčení při vysokých rychlostech byly vibrace co nejvíce minimalizovány. Protizávaží lze použít v závislosti na počtu ojnic a pořadí, ve kterém jsou generovány světlice klikového hřídele, ale existují i ​​úpravy bez těchto prvků.

Všechny klikové hřídele spadají do dvou kategorií:

• Plné uložení klikových hřídelí. Počet hlavních deníků se ve srovnání s ojnicí zvyšuje o jeden. To je způsobeno skutečností, že na bocích každého čepu ojnice jsou podpěry, které slouží také jako osa klikového mechanismu. Tyto klikové hřídele se nejčastěji používají, protože výrobce může použít lehký materiál, který ovlivňuje účinnost motoru.
• Částečné ložiskové klikové hřídele. V takových částech jsou hlavní čepy menší než ojnice. Takové součásti jsou vyrobeny z odolnějších kovů, aby se během otáčení nedeformovaly a nezlomily. Tato konstrukce však zvyšuje hmotnost samotného hřídele. V zásadě se takové klikové hřídele používaly v nízkootáčkových motorech minulého století.

Modifikace s plnou podporou se ukázala být lehčí a spolehlivější, proto se používá v moderních spalovacích motorech.

Jak funguje klikový hřídel v motoru automobilu

K čemu je klikový hřídel? Bez něj je pohyb vozu nemožný. Část pracuje na principu otáčení pedálů kola. Pouze ojniční motory používají více ojnic.

Klikový hřídel pracuje následovně. Ve válci motoru se vznítí směs vzduchu a paliva. Generovaná energie tlačí píst ven. Tím se uvede do pohybu ojnice spojená s klikou klikového hřídele. Tato část provádí neustálý rotační pohyb kolem osy klikového hřídele.

V tomto okamžiku se další část, umístěná na opačné části osy, pohybuje v opačném směru a spustí další píst do válce. Cyklické pohyby těchto prvků vedou k rovnoměrnému otáčení klikového hřídele.

Takže vratný pohyb se převede na rotační pohyb. Točivý moment se přenáší na rozvodovou řemenici. Činnost všech mechanismů motoru závisí na otáčení klikového hřídele - vodního čerpadla, olejového čerpadla, generátoru a dalších přídavných zařízení.

V závislosti na modifikaci motoru mohou být kliky od jedné do 12 (jedna na válec).

Podrobnosti o principu činnosti klikového mechanismu a rozmanitosti jejich úprav najdete na videu:

Mazání klikového hřídele a čepů ojnic, princip činnosti a vlastnosti různých konstrukcí

Potenciální problémy a řešení klikového hřídele

Přestože je klikový hřídel vyroben z odolného kovu, může kvůli neustálému namáhání selhat. Tato část je vystavena mechanickému namáhání ze skupiny pístů (někdy může tlak na jednu kliku dosáhnout až XNUMX tun). Kromě toho během provozu motoru teplota uvnitř motoru stoupne na několik stovek stupňů.

Zde jsou některé z důvodů selhání součásti klikového mechanismu.

Tyran klikových krků kliky

Opotřebení čepů ojnice je běžnou poruchou, protože v této jednotce se při vysokém tlaku vytváří třecí síla. V důsledku takového zatížení se na kovu objevují mechanismy, které brání volnému pohybu ložisek. Z tohoto důvodu se klikový hřídel zahřívá nerovnoměrně a může se následně deformovat.

Ignorování tohoto problému je spojeno nejen se silnými vibracemi motoru. Přehřátí mechanismu vede k jeho zničení a při řetězové reakci celý motor.

Problém je vyřešen broušením klikových čepů. Současně se zmenšuje jejich průměr. Aby byla zajištěna stejná velikost těchto prvků na všech klikách, měl by být tento postup prováděn výhradně na profesionálních soustruzích.

Vzhledem k tomu, že po postupu se technické mezery dílů zvětšují, po zpracování je na ně nainstalována speciální vložka, která kompenzuje výsledný prostor.

Záchvat nastává kvůli nízké hladině oleje v klikové skříni motoru. Kvalita maziva také ovlivňuje výskyt poruchy. Pokud není olej včas vyměněn, zahušťuje se, z čehož olejové čerpadlo není schopno vytvořit požadovaný tlak v systému. Včasná údržba umožní klikovému mechanismu pracovat po dlouhou dobu.

Řez klíčem

Klíč kliky umožňuje přenos točivého momentu z hřídele na hnací řemenici. Tyto dva prvky jsou vybaveny drážkami, do kterých je vložen speciální klín. Kvůli nekvalitnímu materiálu a velkému zatížení může být tato část ve výjimečných případech oříznuta (například při zablokování motoru).

Pokud nejsou drážky řemenice a KShM zlomené, stačí tento klíč jednoduše vyměnit. U starších motorů nemusí tento postup přinést požadovaný výsledek kvůli vůli v připojení. Jediným východiskem ze situace je proto výměna těchto dílů za nové.

Opotřebení přírubových otvorů

Na dřík klikového hřídele je připevněna příruba s několika otvory pro připojení setrvačníku. V průběhu času se tato hnízda mohou zlomit. Takové poruchy jsou kategorizovány jako únavové opotřebení.

V důsledku činnosti mechanismu při velkém zatížení se v kovových částech vytvářejí mikrotrhliny, díky nimž se na kloubech vytvářejí jednotlivé nebo skupinové prohlubně.

Porucha je eliminována vystružováním otvorů pro větší průměr šroubů. Tato manipulace by měla být prováděna jak s přírubou, tak se setrvačníkem.

Netěsnost z olejového těsnění

Na hlavních čepech jsou instalována dvě olejová těsnění (jedno na každé straně). Zabraňují úniku oleje zpod hlavních ložisek. Pokud se na rozvodové řemeny dostane mastnota, výrazně se sníží jejich životnost.

Netěsnosti olejového těsnění se mohou objevit z následujících důvodů.

1. Vibrace klikového hřídele. V takovém případě se vnitřek ucpávky opotřebuje a těsně nesedí na krku.
2. Dlouhá odstávka v chladu. Pokud zůstane stroj delší dobu venku, olejové těsnění vysuší a ztratí svoji pružnost. A kvůli mrazu dabuje.
3. Kvalita materiálu. Rozpočtové díly mají vždy nízkou životnost.
4. Chyba instalace. Většina mechaniků bude instalovat kladivem a jemně tlačit olejové těsnění na hřídel. Aby součást déle fungovala, doporučuje výrobce použít nástroj určený pro tento postup (trn pro ložiska a těsnění).

Nejčastěji dochází k opotřebení olejových těsnění. Pokud je však potřeba vyměnit pouze jeden, měl by se změnit také druhý.

Porucha snímače klikového hřídele

Tento elektromagnetický snímač je instalován na motoru, aby synchronizoval činnost vstřikovače a systému zapalování. Pokud je vadný, motor nelze nastartovat.

Snímač klikového hřídele detekuje polohu klik na úvrati prvního válce. Na základě tohoto parametru určuje elektronická řídicí jednotka vozidla okamžik vstřikování paliva do každého válce a dodávku jiskry. Dokud není ze senzoru přijat puls, není generována jiskra.

Pokud tento senzor selže, problém se vyřeší jeho výměnou. Měl by být zvolen pouze model, který byl vyvinut pro tento typ motoru, jinak parametry polohy klikového hřídele nebudou odpovídat realitě a spalovací motor nebude fungovat správně.

Servis klikového hřídele

V autě nejsou žádné díly, které by nevyžadovaly pravidelnou kontrolu, údržbu nebo výměnu. Totéž platí pro klikové hřídele. Protože je tato část neustále pod velkým zatížením, opotřebovává se (to se stává zvláště rychle, pokud motor často zažívá hladomor).

Chcete -li zkontrolovat stav klikového hřídele, musí být odstraněn z bloku.

Klikový hřídel je odstraněn v následujícím pořadí:

• Nejprve musíte vypustit olej;
• Dále musíte vyjmout motor z auta a poté z něj odpojit všechny jeho prvky;
• Těleso spalovacího motoru je s paletou obráceno vzhůru nohama;
• Při demontáži držáku klikového hřídele je nutné pamatovat na umístění hlavních ložiskových krytů - jsou různé;
• Kryty podpěr nebo hlavních ložisek jsou demontovány;
• Zadní o-kroužek je odstraněn a část je odstraněna z těla;
• Všechna hlavní ložiska jsou odstraněna.

Dále zkontrolujeme klikový hřídel - v jakém je stavu.

Oprava a cena poškozené klikové hřídele

Klikový hřídel je extrémně náročný na opravu. Důvodem je, že tato část pracuje při vysokých otáčkách při velkém zatížení. Proto musí mít tento díl dokonalou geometrii. Toho lze dosáhnout pouze pomocí vysoce přesných zařízení.

Pokud je třeba klikový hřídel brousit kvůli vzhledu rýh a jiného poškození, musí tuto práci provést odborný technik pomocí speciálního zařízení. K obnovení opotřebovaného klikového hřídele kromě broušení potřebuje:

• Čištění kanálů;
• Výměna ložisek;
• Tepelné zpracování;
• Vyrovnávání.

Přirozeně, že takovou práci mohou provádět pouze vysoce kvalifikovaní odborníci a za to si vezmou spoustu peněz (práce se provádí na drahém zařízení). Ale to je jen špička ledovce. Než master začne opravovat klikový hřídel, musí být odstraněn z motoru a poté správně nainstalován na místo. A to je další plýtvání na práci mindráka.

Náklady na všechny tyto práce závisí na ceně mistra. To je třeba vyjasnit v oblasti, kde se takové práce provádějí.

Při úplné demontáži motoru nemá smysl opravovat pouze klikový hřídel, proto je lepší tento postup ihned spojit s generální opravou spalovacího motoru. V některých případech je snazší koupit smluvní motor (dovezený z jiné země, nikoli pod kapotou auta a bez průjezdu územím této země) a nainstalovat jej místo starého.

Algoritmus pro kontrolu klikového hřídele:

Aby se určil stav součásti, musí být propláchnuta benzínem, aby se odstranil zbytkový olej z povrchu a z olejových kanálů. Po propláchnutí se díl propláchne kompresorem.

Kontrola se dále provádí v následujícím pořadí:

• Provádí se kontrola součásti: nejsou na ní žádné třísky, škrábance ani praskliny a také se určuje, jak moc je opotřebená.
• Všechny olejové kanály jsou propláchnuty a vyčištěny, aby se identifikovaly možné ucpání.
• Pokud jsou na čepech ojnice nalezeny oděrky a škrábance, je díl podroben broušení a následnému leštění.
• Pokud je zjištěno poškození hlavních ložisek, musí být vyměněna za nová.
• Provede se vizuální kontrola setrvačníku. Pokud má mechanické poškození, součást se změní.
• Zkoumá se ložisko namontované na špičce. V případě defektu je díl vylisován a vtlačen nový.
• Je zkontrolováno olejové těsnění krytu vačkového hřídele. Pokud má auto vysoký kilometrový výkon, musí být vyměněno olejové těsnění.
• Vyměňuje se těsnění na zadní straně klikového hřídele.
• Všechna gumová těsnění jsou zkontrolována a v případě potřeby vyměněna.

Po kontrole a řádné údržbě se díl vrátí na své místo a motor se smontuje v opačném pořadí. Po dokončení postupu by se klikový hřídel měl otáčet hladce, bez velkého úsilí nebo trhání.

Broušení klikového hřídele

Bez ohledu na to, z jakého materiálu je klikový hřídel vyroben, dříve nebo později se na něm vytvoří zpracování. V nejranějších fázích opotřebení, aby se prodloužila životnost součásti, je vybroušena. Protože je klikový hřídel součástí, která musí být dokonale tvarována, musí být proces broušení a leštění prováděn chápajícím a zkušeným soustružníkem.

Veškerou práci udělá sám. Pouze nákup opravných ojničních ložisek (jsou silnější než tovární) závisí na majiteli automobilu. Opravené díly se liší svou tloušťkou a existují velikosti 1,2 a 3. V závislosti na tom, kolikrát byl brusný hřídel broušen nebo na stupni jeho opotřebení, jsou zakoupeny odpovídající díly.

Další podrobnosti o funkci DPKV a diagnostice jeho poruch najdete na videu:

Snímače klikového hřídele a vačkového hřídele: princip činnosti, poruchy a diagnostické metody. Část 11

Video k tématu

Kromě toho se podívejte na video o tom, jak je klikový hřídel obnoven:

Obnova čepů klikového hřídele navařováním

Otázky a odpovědi:

Kde je klikový hřídel? Tato část je umístěna ve skříni motoru pod blokem válců. Ojnice s písty na opačné straně jsou připevněny k hrdlům klikového mechanismu.

Jaký je jiný název klikového hřídele? Klikový hřídel je zkrácený název. Celý název dílu je klikový hřídel. Má složitý tvar, jehož nedílnou součástí jsou takzvaná kolena. Jiným jménem je koleno.

Co pohání klikový hřídel? Klikový hřídel je spojen se setrvačníkem, kde se přenáší točivý moment. Tato část je určena k převodu vratných pohybů na rotační. Klikový hřídel je poháněn střídavým ovládáním pístů. Směs vzduch / palivo se vznítí ve válci a posune píst spojený s klikou klikového hřídele. Vzhledem k tomu, že ke stejným procesům dochází v sousedních válcích, klikový hřídel se začne otáčet.