Che cos'è un albero a gomiti in un'auto e come funziona

Albero a gomiti in auto

Un albero a gomito è una parte del motore di un'auto guidata da un gruppo di pistoni. Trasferisce la coppia al volano, che a sua volta ruota gli ingranaggi della trasmissione. Successivamente, la rotazione viene trasmessa sugli assi motore.

Tutte le auto sotto il cofano di cui sono installate motori a combustione interna, dotato di tale meccanismo. Questa parte è stata creata appositamente per il marchio del motore e non per il modello di auto. Durante il funzionamento, l'albero a gomiti viene sfregato contro le caratteristiche strutturali del motore a combustione interna in cui è installato. Pertanto, quando lo sostituiscono, le persone che prestano attenzione prestano sempre attenzione allo sviluppo di elementi di sfregamento e al perché è apparso.

Che aspetto ha l'albero a gomiti, dove si trova e quali sono i guasti?

Storia dell'albero a gomiti

Come prodotto autonomo, l'albero motore non è apparso durante la notte. All'inizio apparve la tecnologia a manovella, che fu applicata in vari campi dell'agricoltura e nell'industria. Ad esempio, le manovelle manuali furono utilizzate già nel 202-220 d.C. (durante la dinastia Han).

Una caratteristica distintiva di tali prodotti era la mancanza di una funzione per convertire i movimenti alternativi in ​​rotazionali o viceversa. Nell'Impero Romano (II-VI secolo d.C.) furono utilizzati vari prodotti realizzati a forma di manovella. Alcune tribù della Spagna centrale e settentrionale (Celtiberi) utilizzavano mulini manuali a cerniera, che funzionavano secondo il principio di una manovella.

In diverse nazioni, questa tecnologia è stata migliorata e utilizzata in diversi dispositivi. Molti di loro sono stati utilizzati nei meccanismi di rotazione delle ruote. Intorno al XV secolo, l'industria tessile iniziò a utilizzare manovelle su cui venivano avvolte matasse di filo.

Ma la manovella da sola non fornisce la rotazione. Pertanto, deve essere combinato con un altro elemento che fornisca la conversione dei movimenti alternativi in ​​rotazione. L'ingegnere arabo Al-Jazari (vissuto dal 1136 al 1206) inventò un albero a gomiti a tutti gli effetti, che, con l'aiuto di bielle, era in grado di eseguire tali trasformazioni. Ha usato questo meccanismo nelle sue macchine per sollevare l'acqua.

Sulla base di questo dispositivo, sono stati gradualmente sviluppati vari meccanismi. Ad esempio, un contemporaneo di Leonardo da Vinci, Cornelis Corneliszun, costruì una segheria alimentata da un mulino a vento. In esso, l'albero motore svolgerà la funzione opposta rispetto all'albero motore nel motore a combustione interna. Sotto l'influenza del vento, l'albero ruotava, il che, con l'aiuto di bielle e manovelle, convertiva i movimenti rotatori in movimenti alternativi e spostava la sega.

Con lo sviluppo dell'industria, gli alberi a gomiti hanno guadagnato sempre più popolarità grazie alla loro versatilità. Il motore più efficiente fino ad oggi si basa sulla conversione del moto alternativo in moto rotatorio, possibile grazie all'albero motore.

A cosa serve un albero a gomiti?

Come sai, nella maggior parte dei motori a combustione interna classici (su come possono funzionare altri motori a combustione interna, leggi in un altro articolo) esiste un processo di conversione dei movimenti alternativi in ​​movimento rotatorio. Il blocco cilindri contiene pistoni con bielle. Quando una miscela di aria e carburante entra nel cilindro e viene accesa da una scintilla, viene rilasciata molta energia. I gas in espansione spingono il pistone verso il punto morto inferiore.

Tutti i cilindri sono montati su bielle, che a loro volta sono fissate ai perni di biella dell'albero motore. A causa del fatto che il momento di azionamento di tutti i cilindri è diverso, viene esercitato un effetto uniforme sul manovellismo (la frequenza di vibrazione dipende dal numero di cilindri nel motore). Ciò fa sì che l'albero motore ruoti continuamente. Il moto rotatorio viene quindi trasmesso al volano, e da esso tramite la frizione al cambio e quindi alle ruote motrici.

Quindi, l'albero motore è progettato per convertire tutti i tipi di movimenti. Questa parte viene sempre creata in modo estremamente accurato, poiché la pulizia della rotazione dell'albero di ingresso nel cambio dipende dalla simmetria e dall'angolo di inclinazione calibrato con precisione delle pedivelle l'una rispetto all'altra.

Materiali di cui è fatto l'albero motore

Per la fabbricazione di alberi a gomito, viene utilizzato acciaio o ghisa sferoidale. Il motivo è che la parte è sottoposta a un carico pesante (coppia elevata). Pertanto, questa parte deve essere di elevata resistenza e rigidità.

Per la produzione di modifiche in ghisa, viene utilizzata la fusione e vengono forgiate modifiche in acciaio. Per dare la forma ideale, vengono utilizzati torni, controllati da programmi elettronici. Dopo che il prodotto ha ottenuto la forma desiderata, viene carteggiato e, per renderlo più resistente, viene lavorato ad alte temperature.

Struttura dell'albero motore

L'albero motore è installato nella parte inferiore del motore direttamente sopra la coppa dell'olio ed è composto da:

• del collo principale - la parte di supporto della parte su cui è montato il cuscinetto principale del basamento;
• collo della biella - arresti per bielle;
• guance: collega tutti i diari delle bielle con quelli principali;
• calzino: la parte di uscita dell'albero motore, su cui è montata la puleggia di trasmissione della cinghia di distribuzione;
• gambo - la parte opposta dell'albero su cui è montato il volano, che aziona gli ingranaggi del cambio, e anche lo starter è collegato ad esso;
• contrappesi: servono per mantenere l'equilibrio durante i movimenti alternativi del gruppo pistone e scaricare i carichi di forza centrifuga.

L'asse dell'albero motore è il collo principale e le bielle sono sempre spostate alternativamente nella direzione opposta l'una dall'altra. In questi elementi vengono realizzati fori per la fornitura di olio ai cuscinetti.

La pedivella dell'albero motore è un'unità composta da due guance e un collo di biella.

In precedenza, sono state installate modifiche sulla pedivella prefabbricate nelle automobili. Oggi, tutti i motori sono dotati di alberi motore integrati. Sono realizzati in acciaio ad alta resistenza mediante forgiatura e quindi lavorazione su torni. Le opzioni meno costose sono realizzate in ghisa mediante fusione.

Ecco un esempio di creazione di un albero a gomito in acciaio:

3 Tornitura dell'albero motore Processo completamente automatizzato

A cosa serve un sensore albero motore?

DPKV è un sensore che determina la posizione dell'albero motore in un determinato momento. Questo sensore è sempre installato nei veicoli con accensione elettronica. Maggiori informazioni sull'accensione elettronica o senza contatto qui.

Affinché la miscela aria-carburante venga fornita al cilindro al momento giusto, e anche per accenderla in tempo, è necessario determinare quando ciascun cilindro esegue la corsa appropriata. I segnali del sensore vengono utilizzati in vari sistemi di controllo elettronico del veicolo. Se questa parte non funziona, l'unità di potenza non sarà in grado di avviarsi.

Esistono tre tipi di sensori:

• Induttivo (magnetico). Intorno al sensore si forma un campo magnetico, nel quale cade il punto di sincronizzazione. Il tag di temporizzazione consente alla centralina elettronica di inviare gli impulsi desiderati agli attuatori.
• Sensore di Hall. Ha un principio di funzionamento simile, solo il campo magnetico del sensore è interrotto da uno schermo fissato all'albero.
• Ottica. Un disco dentato viene utilizzato anche per sincronizzare l'elettronica e la rotazione dell'albero motore. Solo al posto di un campo magnetico viene utilizzato un flusso luminoso, che cade sul ricevitore dal LED. L'impulso che va alla ECU si forma al momento dell'interruzione del flusso luminoso.

Per ulteriori informazioni sul dispositivo, sul principio di funzionamento e sui malfunzionamenti del sensore di posizione dell'albero motore, leggere in una recensione separata.

Forma dell'albero motore

La forma dell'albero motore dipende dal numero e dalla posizione dei cilindri, dal loro ordine di funzionamento e dalle corse che vengono eseguite dal gruppo cilindro-pistone. A seconda di questi fattori, l'albero motore può essere con un numero diverso di perni di biella. Ci sono motori in cui il carico di più bielle agisce su un collo. Un esempio di tali unità è un motore a combustione interna a forma di V.

Questa parte deve essere prodotta in modo tale che durante la rotazione ad alte velocità le vibrazioni siano ridotte il più possibile. I contrappesi possono essere utilizzati a seconda del numero di bielle e dell'ordine in cui vengono generati i chiarori dell'albero motore, ma ci sono anche modifiche senza questi elementi.

Tutti gli alberi motore rientrano in due categorie:

• Alberi motore a pieno supporto. Il numero di riviste principali è aumentato di uno rispetto alla biella. Ciò è dovuto al fatto che ai lati di ciascun perno di manovella sono presenti supporti, che fungono anche da asse del meccanismo a manovella. Questi alberi a gomiti sono più comunemente utilizzati perché il produttore può utilizzare materiale leggero, che influisce sull'efficienza del motore.
• Alberi motore non a pieno supporto. In tali parti, ci sono meno riviste principali di quelle stravaganti. Tali parti sono realizzate con metalli più resistenti in modo che non si deformino o si rompano durante la rotazione. Tuttavia, questo design aumenta il peso dell'albero stesso. Fondamentalmente, tali alberi motore sono stati utilizzati nei motori a bassa velocità del secolo scorso.

La modifica del supporto completo si è dimostrata più leggera e affidabile, quindi viene utilizzata nei moderni motori a combustione interna.

Come funziona l'albero motore nel motore di un'auto

A cosa serve un albero a gomiti? Senza di essa, il movimento della macchina è impossibile. La parte funziona secondo il principio della pedalata della bicicletta. Solo i motori automobilistici utilizzano più bielle.

L'albero motore funziona come segue. La miscela aria-carburante si accende nel cilindro del motore. L'energia generata spinge il pistone. In questo caso, viene azionata una biella collegata alla manovella dell'albero motore. Questa parte esegue un movimento rotatorio costante attorno all'asse dell'albero motore.

In questo momento, un'altra parte situata sul lato opposto dell'asse si sposta nella direzione opposta e abbassa il pistone successivo nel cilindro. Il movimento ciclico di questi elementi porta a una rotazione regolare dell'albero motore.

Quindi il movimento alternativo viene convertito in rotazione. La coppia viene trasmessa alla puleggia di distribuzione. Il funzionamento di tutti i meccanismi del motore - una pompa dell'acqua, una pompa dell'olio, un generatore e altri accessori - dipende dalla rotazione dell'albero motore.

A seconda della modifica del motore, le pedivelle possono essere contate da uno a 12 (uno per cilindro).

Per i dettagli sul principio di funzionamento del meccanismo a manovella e sui tipi delle loro modifiche, vedere il video:

Lubrificazione dei perni dell'albero motore e della biella, il principio di funzionamento e le caratteristiche di diversi design

Possibili problemi dell'albero motore e loro soluzioni

Sebbene l'albero a gomiti sia realizzato in metallo resistente, può guastarsi a causa di carichi costanti. Questa parte subisce carichi meccanici dal gruppo pistone (a volte la pressione su una manovella può raggiungere le dieci tonnellate). Inoltre, mentre il motore è in funzione, la temperatura al suo interno sale a diverse centinaia di gradi.

Ecco alcune delle cause di guasti del componente del meccanismo a manovella.

Bullo dei colli a manovella di una manovella

L'usura dei perni delle bielle è un malfunzionamento comune, poiché in questo gruppo viene generata una forza di attrito ad alta pressione. Come risultato di tali carichi sul metallo, appaiono delle lavorazioni che impediscono la libera circolazione dei cuscinetti. Per questo motivo, l'albero motore si riscalda in modo non uniforme e può successivamente deformarsi.

Ignorare questo problema è irto non solo di forti vibrazioni nel motore. Il surriscaldamento del meccanismo porta alla sua distruzione e a una reazione a catena: l'intero motore.

Il problema viene eliminato rettificando i colli della biella. Inoltre, il loro diametro diminuisce. Affinché le dimensioni di questi elementi siano le stesse su tutte le pedivelle, questa procedura deve essere eseguita esclusivamente su torni professionali.

Poiché dopo la procedura gli spazi tecnici della parte diventano più grandi, dopo l'elaborazione viene installato uno speciale inserto su di essi per compensare lo spazio formato.

Lo sfregamento si verifica a causa della mancanza di olio nel basamento. Il verificarsi di un malfunzionamento è influenzato anche dalla qualità del lubrificante. Se non si cambia l'olio in tempo, si addensa, il che rende la pompa dell'olio in grado di creare la pressione necessaria nel sistema. Una manutenzione tempestiva consentirà al meccanismo a manovella di funzionare a lungo.

Crank Dowel Slice

La chiave del meccanismo a manovella consente di trasferire la coppia dall'albero alla puleggia motrice. Questi due elementi sono dotati di scanalature in cui è inserito un cuneo speciale. A causa del materiale di bassa qualità e del carico pesante, questa parte può essere tagliata in rari casi (ad esempio, quando il motore è inceppato).

Se le scanalature della puleggia e dell'albero motore non sono rotte, è sufficiente sostituire questa chiave. Nei motori più vecchi, questa procedura potrebbe non portare il risultato desiderato a causa del gioco sull'articolazione. Pertanto, l'unica via d'uscita dalla situazione è sostituire queste parti con altre nuove.

Usura del foro della flangia

Una flangia con diversi fori per il collegamento del volano è fissata sul gambo dell'albero motore. Nel tempo, questi nidi potrebbero rompersi. Tali malfunzionamenti sono classificati come usura a fatica.

Come risultato del meccanismo che lavora sotto carichi pesanti, si formano microcricche nelle parti metalliche, a causa delle quali si formano depressioni singole o di gruppo sui giunti.

Il malfunzionamento viene eliminato praticando fori per bulloni di diametro maggiore. Questa manipolazione deve essere eseguita sia con la flangia che con il volano.

Perdita della scatola di riempimento

Due anelli di tenuta sono installati sui colli dell'albero principale (uno su ciascun lato). Impediscono che l'olio fuoriesca da sotto i cuscinetti principali. Se il grasso sale sulle cinghie dentate, ciò riduce significativamente la loro durata.

La perdita del paraolio può verificarsi per i seguenti motivi.

1. Vibrazioni dell'albero motore. In questo caso, la parte interna della ghiandola si consuma e non si adatta perfettamente al collo.
2. Lunghi tempi di fermo al freddo. Se l'auto rimane sulla strada per molto tempo, il paraolio si asciuga e perde la sua elasticità. E a causa del gelo, sta doppiando.
3. La qualità del materiale I dettagli del budget hanno sempre una risorsa di lavoro bassa.
4. Errore di installazione. La maggior parte dei meccanici si installa usando un martello, riempiendo accuratamente un paraolio sull'albero. Affinché la parte funzioni più a lungo, il produttore consiglia di utilizzare lo strumento previsto per questa procedura (mandrino per cuscinetti e tenute).

Molto spesso, i paraolio si consumano allo stesso tempo. Tuttavia, se è necessario sostituirne solo uno, è necessario modificare il secondo.

Anomalia sensore albero motore

Questo sensore elettromagnetico è montato sul motore per sincronizzare il funzionamento dell'iniettore e dei sistemi di accensione. Se è difettoso, non è possibile avviare il motore.

Il sensore dell'albero motore rileva la posizione delle pedivelle nel punto morto del primo cilindro. Sulla base di questo parametro, l'unità di controllo elettronica del veicolo determina il momento dell'iniezione di carburante in ciascun cilindro e fornitura di scintilla. Fino a quando non viene ricevuto un impulso dal sensore, non si formerà una scintilla.

Se questo sensore si guasta, il problema viene risolto sostituendolo. Basta scegliere il modello progettato per questo tipo di motore, altrimenti i parametri della posizione dell'albero motore non corrisponderanno alla realtà e il motore a combustione interna non funzionerà correttamente.

Servizio albero motore

Non ci sono parti nell'auto che non necessitano di ispezione periodica, manutenzione o sostituzione. Lo stesso vale per gli alberi a gomito. Poiché questa parte è costantemente sotto carico pesante, si consuma (ciò accade particolarmente rapidamente se il motore è spesso affamato di olio).

Per verificare le condizioni dell'albero motore, è necessario rimuoverlo dal blocco.

L'albero motore viene rimosso nella seguente sequenza:

• Per prima cosa devi drenare l'olio;
• Successivamente, è necessario rimuovere il motore dall'auto, quindi tutti i suoi elementi vengono scollegati da esso;
• Il corpo del motore a combustione interna viene capovolto con il bancale;
• Nel processo di smontaggio del supporto dell'albero motore, è necessario ricordare la posizione dei cappelli dei cuscinetti principali: sono diversi;
• I coperchi del supporto o dei cuscinetti di banco sono smontati;
• L'o-ring posteriore viene rimosso e la parte viene rimossa dal corpo;
• Tutti i cuscinetti principali vengono rimossi.

Successivamente, controlliamo l'albero motore, in che condizioni si trova.

Riparazione e costo di un albero motore danneggiato

L'albero motore è una parte estremamente difficile da riparare. Il motivo è che questa parte funziona ad alto numero di giri sotto carichi pesanti. Pertanto, questa parte deve avere una geometria perfetta. Ciò può essere ottenuto solo utilizzando apparecchiature di alta precisione.

Se l'albero motore deve essere rettificato a causa della comparsa di rigature e altri danni, questo lavoro deve essere eseguito da un tecnico professionista utilizzando un'attrezzatura speciale. Per ripristinare un albero motore usurato, oltre alla rettifica, necessita di:

• Pulizia dei canali;
• Sostituzione dei cuscinetti;
• Trattamento termico;
• Bilanciamento.

Naturalmente, tale lavoro può essere eseguito solo da specialisti altamente qualificati e richiederanno molti soldi per questo (il lavoro viene eseguito su attrezzature costose). Ma questa è solo la punta dell'iceberg. Prima che il master inizi a riparare l'albero motore, deve essere rimosso dal motore e quindi installato correttamente in posizione. E questo è uno spreco aggiuntivo per il lavoro di una badante.

Il costo di tutte queste opere dipende dal prezzo del master. Ciò deve essere chiarito nell'area in cui tale lavoro viene svolto.

Non ha senso riparare solo l'albero motore quando si smonta completamente il motore, quindi è meglio combinare immediatamente questa procedura con la revisione del motore a combustione interna. In alcuni casi, è più facile acquistare un motore a contratto (importato da un altro paese non sotto il cofano di un'auto e senza correre attraverso il territorio di questo paese) e installarlo al posto di quello vecchio.

Algoritmo per il controllo dell'albero motore:

Per determinare le condizioni di una parte, è necessario sciacquarla con benzina per rimuovere l'olio residuo dalla superficie e dai canali dell'olio. Dopo il lavaggio, la parte viene lavata con un compressore.

Inoltre, il controllo viene eseguito nella seguente sequenza:

• Viene eseguita un'ispezione della parte: non ci sono scheggiature, graffi o crepe su di essa e viene anche determinato quanto è usurato.
• Tutti i passaggi dell'olio vengono spurgati e spurgati per identificare possibili blocchi.
• Se si riscontrano rigature e graffi sui perni della biella, la parte è soggetta a levigatura e successiva lucidatura.
• Se si riscontrano danni sui cuscinetti di banco, devono essere sostituiti con dei nuovi.
• Viene eseguita un'ispezione visiva del volano. Se ha un danno meccanico, la parte viene cambiata.
• Viene esaminato il cuscinetto montato sulla punta. In caso di difetti, la parte viene estratta e ne viene inserita una nuova.
• Viene controllato il paraolio del coperchio dell'albero a camme. Se l'auto ha un elevato chilometraggio, è necessario sostituire il paraolio.
• La guarnizione sul retro dell'albero motore è in fase di sostituzione.
• Tutte le guarnizioni in gomma vengono controllate e, se necessario, sostituite.

Dopo l'ispezione e la corretta manutenzione, la parte viene rimessa al suo posto e il motore viene assemblato nell'ordine inverso. Dopo aver completato la procedura, l'albero motore dovrebbe ruotare senza intoppi, senza troppi sforzi o strappi.

Rettifica albero motore

Indipendentemente dal materiale di cui è fatto l'albero motore, prima o poi si forma un lavoro su di esso. Nelle prime fasi di usura, per prolungare la vita utile di un pezzo, viene rettificato. Poiché l'albero motore è una parte che deve essere perfettamente sagomata, il processo di levigatura e lucidatura deve essere eseguito da un tornitore comprensivo ed esperto.

Farà tutto il lavoro da solo. Solo l'acquisto di cuscinetti di biella di riparazione (sono più spessi di quelli di fabbrica) dipende dal proprietario dell'auto. Le parti di riparazione differiscono nel loro spessore e ci sono le dimensioni 1,2 e 3. A seconda di quante volte l'albero motore è stato rettificato o del grado della sua usura, vengono acquistate le parti corrispondenti.

Per ulteriori informazioni sulla funzione del DPKV e sulla diagnosi dei suoi malfunzionamenti, vedere il video:

Sensori dell'albero a camme e dell'albero a camme: principio di funzionamento, malfunzionamenti e metodi diagnostici. Parte 11

Video correlati

Inoltre, guarda un video su come viene ripristinato l'albero motore:

Ripristino dei perni dell'albero motore mediante riporto

Domande e risposte:

Dov'è l'albero motore? Questa parte si trova nell'alloggiamento del motore sotto il blocco cilindri. Le bielle con pistoni sul lato opposto sono fissate ai colli del meccanismo a manovella.

Qual è un altro nome per l'albero motore? Albero motore è un nome abbreviato. Il nome completo della parte è albero motore. Ha una forma complessa, i cui elementi integranti sono le cosiddette ginocchia. Un altro nome è il ginocchio.

Cosa spinge l'albero a gomiti? L'albero motore è collegato al volano dove viene trasmessa la coppia. Questa parte è progettata per convertire i movimenti alternativi in ​​quelli rotazionali. L'albero motore è azionato dall'azionamento alternato dei pistoni. La miscela aria/carburante si accende nel cilindro e sposta il pistone collegato alla manovella dell'albero motore. A causa del fatto che gli stessi processi si verificano nei cilindri adiacenti, l'albero motore inizia a ruotare.