Wat is een krukas in een auto en hoe werkt het?
Inhoud
- Krukas in een auto
- Waar dient een krukas voor?
- Krukas structuur
- Waar dient een krukassensor voor?
- Krukas vorm
- Hoe werkt een krukas in een automotor
- Mogelijke krukasproblemen en oplossingen
- Krukas service
- De krukas wordt in de volgende volgorde verwijderd:
- Reparatie en kosten van een beschadigde krukas
- Algoritme voor het controleren van de krukas:
- Krukas slijpen
- Video over het onderwerp
- Vragen en antwoorden:
Krukas in een auto
Een krukas is een onderdeel in een automotor dat wordt aangedreven door een zuigergroep. Het brengt koppel over op het vliegwiel, dat op zijn beurt de transmissietandwielen laat draaien. Verder wordt de rotatie overgebracht op de assen van de aandrijfwielen.
Alle auto's onder de motorkap zijn geïnstalleerd verbrandingsmotoren, uitgerust met een dergelijk mechanisme. Dit onderdeel is speciaal gemaakt voor het motormerk en niet voor het automodel. Tijdens bedrijf wordt de krukas gewreven tegen de structurele kenmerken van de verbrandingsmotor waarin deze is geïnstalleerd. Daarom letten oppassers bij het vervangen altijd op de ontwikkeling van wrijvingselementen en waarom het verscheen.
Hoe ziet de krukas eruit, waar zit deze en wat voor storingen zijn er?
Krukas geschiedenis
Als een op zichzelf staand product verscheen de krukas niet van de ene op de andere dag. In het begin verscheen de slingertechnologie, die zowel in de landbouw als in de industrie werd toegepast. Handbediende cranks werden bijvoorbeeld al in 202-220 na Christus gebruikt. (tijdens de Han-dynastie).
Een onderscheidend kenmerk van dergelijke producten was het ontbreken van een functie om heen en weer gaande bewegingen om te zetten in rotatie of vice versa. In het Romeinse Rijk (II-VI eeuw na Christus) werden verschillende producten in de vorm van een slinger gebruikt. Sommige stammen van Midden- en Noord-Spanje (Keltiberiërs) gebruikten scharnierende handmolens, die werkten volgens het principe van een slinger.
In verschillende landen is deze technologie verbeterd en in verschillende apparaten gebruikt. Velen van hen werden gebruikt in wieldraaimechanismen. Rond de 15e eeuw begon de textielindustrie kruktrommels te gebruiken waarop strengen garen werden gewikkeld.
Maar de slinger alleen zorgt niet voor rotatie. Daarom moet het worden gecombineerd met een ander element dat zorgt voor de omzetting van heen en weer gaande bewegingen in rotatie. De Arabische ingenieur Al-Jazari (leefde van 1136 tot 1206) vond een volwaardige krukas uit, die met behulp van drijfstangen dergelijke transformaties kon uitvoeren. Hij gebruikte dit mechanisme in zijn machines om water te verhogen.
Op basis van dit apparaat werden geleidelijk verschillende mechanismen ontwikkeld. Een tijdgenoot van Leonardo da Vinci, Cornelis Corneliszun, bouwde bijvoorbeeld een zagerij die werd aangedreven door een windmolen. Daarin zal de krukas de tegenovergestelde functie vervullen in vergelijking met de krukas in de verbrandingsmotor. Onder invloed van de wind draaide de as, die met behulp van drijfstangen en krukken roterende bewegingen omzet in heen en weer gaande bewegingen en de zaag bewoog.
Naarmate de industrie zich ontwikkelde, werden krukassen steeds populairder vanwege hun veelzijdigheid. De meest efficiënte motor tot nu toe is gebaseerd op de omzetting van heen en weer gaande beweging in roterende beweging, wat mogelijk is dankzij de krukas.
Waar dient een krukas voor?
Zoals u weet, in de meeste klassieke verbrandingsmotoren (over hoe andere verbrandingsmotoren kunnen werken, lees in een ander artikel) er is een proces waarbij heen en weer gaande bewegingen worden omgezet in roterende beweging. Zuigers met drijfstangen zijn in het cilinderblok gemonteerd. Wanneer een mengsel van lucht en brandstof in de cilinder komt en wordt ontstoken door een vonk, komt er veel energie vrij. Uitzettende gassen duwen de zuiger naar het onderste dode punt.
Alle cilinders zijn gemonteerd op drijfstangen, die op hun beurt zijn bevestigd aan de drijfstangtappen van de krukas. Doordat het moment van triggeren van alle cilinders verschillend is, wordt er een uniform effect uitgeoefend op het krukmechanisme (de trillingsfrequentie is afhankelijk van het aantal cilinders in de motor). Hierdoor draait de krukas continu. De draaibeweging wordt vervolgens overgebracht naar het vliegwiel, en van daaruit via de koppeling naar de versnellingsbak en vervolgens naar de aandrijfwielen.
De krukas is dus ontworpen om allerlei bewegingen om te zetten. Dit onderdeel wordt altijd uiterst nauwkeurig gemaakt, omdat de reinheid van rotatie van de ingaande as in de versnellingsbak afhangt van de symmetrie en nauwkeurig gekalibreerde hellingshoek van de cranks ten opzichte van elkaar.
Materialen waaruit de krukas is gemaakt
Voor de vervaardiging van krukassen wordt staal of nodulair gietijzer gebruikt. De reden is dat het onderdeel zwaar wordt belast (hoog koppel). Daarom moet dit onderdeel een hoge sterkte en stijfheid hebben.
Voor de vervaardiging van gietijzeren modificaties wordt gietwerk gebruikt en staalmodificaties gesmeed. Om de ideale vorm te geven, worden draaibanken gebruikt, die worden aangestuurd door elektronische programma's. Nadat het product de gewenste vorm heeft gekregen, wordt het geschuurd en om het sterker te maken wordt het met hoge temperaturen verwerkt.
Krukas structuur
De krukas is in het onderste deel van de motor direct boven het oliecarter gemonteerd en bestaat uit:
- de hoofdtap - het ondersteunende deel van het onderdeel waarop het hoofdlager van het motorcarter is geïnstalleerd;
- drijfstangtap - aanslagen voor drijfstangen;
- wangen - verbind alle drijfstangjournalen met de belangrijkste;
- teen - het uitgaande deel van de krukas, waarop de poelie van het gasdistributiemechanisme (timing) aandrijving is bevestigd;
- schacht - het tegenovergestelde deel van de as, waaraan het vliegwiel is bevestigd, dat de tandwielen van de versnellingsbak aandrijft, de starter is er ook mee verbonden;
- contragewichten - dienen om het evenwicht te bewaren tijdens de heen en weer gaande bewegingen van de zuigergroep en ontlasten de belasting van de middelpuntvliedende kracht.
De hoofdtappen zijn de krukas-as en de drijfstangen worden altijd afwisselend in tegengestelde richting van elkaar verplaatst. In deze elementen zijn gaten gemaakt om olie aan de lagers te leveren.
Een krukaskruk is een samenstel dat bestaat uit twee wangen en een drijfstangtap.
Eerder werden geprefabriceerde aanpassingen van krukken in auto's geïnstalleerd. Alle motoren zijn tegenwoordig uitgerust met krukassen uit één stuk. Ze zijn gemaakt van hoogwaardig staal door te smeden en vervolgens op draaibanken te draaien. Goedkopere opties worden gemaakt van gietijzer met behulp van gieten.
Hier is een voorbeeld van het maken van een stalen krukas:
Waar dient een krukassensor voor?
DPKV is een sensor die op een bepaald moment de stand van de krukas bepaalt. Deze sensor wordt altijd ingebouwd in voertuigen met elektronische ontsteking. Lees meer over elektronische of contactloze ontsteking hier.
Om ervoor te zorgen dat het lucht-brandstofmengsel op het juiste moment aan de cilinder wordt geleverd en ook om het op tijd te ontsteken, is het noodzakelijk om te bepalen wanneer elke cilinder de juiste slag uitvoert. De signalen van de sensor worden gebruikt in verschillende elektronische voertuigbesturingssystemen. Als dit onderdeel niet werkt, kan de voedingseenheid niet starten.
Er zijn drie soorten sensoren:
- Inductief (magnetisch). Rond de sensor wordt een magnetisch veld gevormd waarin het synchronisatiepunt valt. Met de timing tag kan de elektronische regeleenheid de gewenste pulsen naar de actuatoren sturen.
- Hall-sensor. Het heeft een soortgelijk werkingsprincipe, alleen het magnetische veld van de sensor wordt onderbroken door een scherm dat aan de as is bevestigd.
- optiek. Een getande schijf wordt ook gebruikt om de elektronica en de rotatie van de krukas te synchroniseren. Alleen in plaats van een magnetisch veld wordt een lichtstroom gebruikt, die vanuit de LED op de ontvanger valt. De impuls die naar de ECU gaat, wordt gevormd op het moment dat de lichtstroom wordt onderbroken.
Voor meer informatie over het apparaat, het werkingsprincipe en storingen van de krukaspositiesensor, lees in een aparte recensie.
Krukas vorm
De vorm van de krukas hangt af van het aantal en de locatie van de cilinders, hun volgorde van werken en de slagen die worden uitgevoerd door de cilinder-zuigergroep. Afhankelijk van deze factoren kan de krukas een ander aantal drijfstangtappen hebben. Er zijn motoren waarbij de belasting van meerdere drijfstangen op één hals werkt. Een voorbeeld van dergelijke units is een V-vormige verbrandingsmotor.
Dit onderdeel moet zo zijn vervaardigd dat tijdens rotatie bij hoge snelheden trillingen zoveel mogelijk worden geminimaliseerd. Afhankelijk van het aantal drijfstangen en de volgorde waarin de krukasverbreders worden gegenereerd, kunnen tegengewichten worden gebruikt, maar er zijn ook aanpassingen zonder deze elementen.
Alle krukassen vallen in twee categorieën:
- Krukassen met volledige ondersteuning. Het aantal hoofdtijdschriften wordt met één verhoogd ten opzichte van de drijfstang. Dit komt door het feit dat aan de zijkanten van elke krukpen steunen zijn aangebracht, die tevens dienen als de as van het krukmechanisme. Deze krukassen worden het meest gebruikt omdat de fabrikant lichtgewicht materiaal kan gebruiken, wat de motorefficiëntie beïnvloedt.
- Krukassen die niet volledig worden ondersteund. In dergelijke delen zijn de hoofdtappen kleiner dan de drijfstang. Dergelijke onderdelen zijn gemaakt van duurzamere metalen zodat ze niet vervormen of breken tijdens het draaien. Dit ontwerp verhoogt echter het gewicht van de as zelf. In principe werden dergelijke krukassen in de vorige eeuw gebruikt in motoren met een laag toerental.
De modificatie met volledige ondersteuning bleek lichter en betrouwbaarder te zijn en wordt daarom gebruikt in moderne verbrandingsmotoren.
Hoe werkt een krukas in een automotor
Waar is een krukas voor? Zonder dit is de beweging van de auto onmogelijk. Het onderdeel werkt volgens het principe van rotatie van de fietspedalen. Alleen automotoren gebruiken meer drijfstangen.
De krukas werkt als volgt. Een lucht-brandstofmengsel ontbrandt in de motorcilinder. De opgewekte energie drukt de zuiger naar buiten. Dit zet een drijfstang in beweging die is verbonden met de krukas-kruk. Dit onderdeel maakt een constante rotatiebeweging rond de krukasas.
Op dit moment beweegt een ander deel, gelegen aan het tegenoverliggende deel van de as, in de tegenovergestelde richting en laat de volgende zuiger in de cilinder zakken. De cyclische bewegingen van deze elementen leiden tot een gelijkmatige rotatie van de krukas.
Dus de heen en weer gaande beweging wordt omgezet in een draaiende beweging. Het koppel wordt overgebracht op de timingpoelie. De werking van alle motormechanismen hangt af van de rotatie van de krukas - de waterpomp, oliepomp, generator en andere hulpstukken.
Afhankelijk van de aanpassing van de motor kunnen er van één tot twaalf krukken zijn (één per cilinder).
Zie de video voor meer informatie over het werkingsprincipe van het krukmechanisme en de verscheidenheid aan aanpassingen:
Mogelijke krukasproblemen en oplossingen
Hoewel de krukas is gemaakt van duurzaam metaal, kan deze defect raken door constante spanning. Dit onderdeel staat onder mechanische belasting van de zuigergroep (soms kan de druk op één crank oplopen tot tien ton). Bovendien stijgt tijdens het gebruik van de motor de temperatuur erin tot enkele honderden graden.
Hier zijn enkele van de redenen voor het defect raken van een onderdeel van het krukmechanisme.
Bully crank nek pestkoppen
De slijtage van de drijfstangtappen is een veel voorkomende storing, aangezien in deze eenheid onder hoge druk wrijvingskracht wordt gevormd. Als gevolg van dergelijke belastingen verschijnen er bewerkingen op het metaal, die de vrije beweging van de lagers belemmeren. Hierdoor warmt de krukas ongelijkmatig op en kan deze vervolgens vervormen.
Het negeren van dit probleem is niet alleen beladen met sterke trillingen in de motor. Oververhitting van het mechanisme leidt tot vernietiging en, bij een kettingreactie, tot de hele motor.
Het probleem wordt opgelost door de krukpennen te slijpen. Tegelijkertijd neemt hun diameter af. Om ervoor te zorgen dat de afmetingen van deze elementen op alle cranks hetzelfde zijn, moet deze procedure uitsluitend op professionele draaibanken worden uitgevoerd.
Omdat na de procedure de technische hiaten van de onderdelen groter worden, wordt er na verwerking een speciaal inzetstuk op geïnstalleerd om de resulterende ruimte te compenseren.
Vangst treedt op als gevolg van een laag oliepeil in het motorcarter. Ook heeft de kwaliteit van het smeermiddel invloed op het optreden van een storing. Als de olie niet op tijd wordt ververst, wordt deze dikker, waardoor de oliepomp niet de vereiste druk in het systeem kan creëren. Door tijdig onderhoud kan het krukmechanisme lang werken.
Sleutel uitgesneden
Met de kruksleutel kan het koppel van de as naar de aandrijfpoelie worden overgebracht. Deze twee elementen zijn voorzien van groeven waarin een speciale wig wordt gestoken. Vanwege materiaal van lage kwaliteit en zware belasting kan dit onderdeel in zeldzame gevallen worden afgesneden (bijvoorbeeld als de motor vastloopt).
Als de groeven van de poelie en KShM niet gebroken zijn, vervang dan gewoon deze sleutel. Bij oude motoren levert deze procedure mogelijk niet het gewenste resultaat op vanwege speling in de verbinding. Daarom is de enige uitweg uit de situatie om deze onderdelen te vervangen door nieuwe.
Flensgat slijtage
Aan de krukas is een flens met meerdere gaten voor het aansluiten van een vliegwiel bevestigd. Na verloop van tijd kunnen deze nesten breken. Dergelijke fouten worden gecategoriseerd als vermoeidheidsslijtage.
Door de werking van het mechanisme onder zware belasting ontstaan microscheuren in metalen delen, waardoor enkele of groepsuitsparingen op de gewrichten ontstaan.
De storing wordt verholpen door gaten te ruimen voor een grotere diameter van de bouten. Deze manipulatie moet worden uitgevoerd met zowel de flens als het vliegwiel.
Lekt onder de oliekeerring vandaan
Twee oliekeerringen zijn geïnstalleerd op de hoofdtappen (één aan elke kant). Ze voorkomen olielekkage onder de hoofdlagers. Als er vet op de distributieriemen komt, zal dit hun levensduur aanzienlijk verkorten.
Lekkage van oliekeerringen kan om de volgende redenen optreden.
- Trilling van de krukas. In dit geval slijt de binnenkant van de pakkingbus en past deze niet goed tegen de nek.
- Lange stilstand in de kou. Als de machine lang buiten staat, droogt de oliekeerring uit en verliest deze zijn elasticiteit. En vanwege de vorst, dubt hij.
- De kwaliteit van het materiaal. Budgetonderdelen hebben altijd een lage levensduur.
- Installatiefout. De meeste monteurs zullen installeren met een hamer, waarbij de oliekeerring voorzichtig op de as wordt gedreven. Om het onderdeel langer te laten functioneren, raadt de fabrikant aan om een gereedschap te gebruiken dat voor deze procedure is ontworpen (een doorn voor lagers en afdichtingen).
Meestal verslijten oliekeerringen tegelijkertijd. Als er echter slechts één moet worden vervangen, moet de tweede ook worden gewijzigd.
Krukassensor defect
Deze elektromagnetische sensor is op de motor geïnstalleerd om de werking van de injector en het ontstekingssysteem te synchroniseren. Als deze defect is, kan de motor niet worden gestart.
De krukassensor detecteert de positie van de krukken in het dode punt van de eerste cilinder. Op basis van deze parameter bepaalt de elektronische regeleenheid van het voertuig het moment van brandstofinjectie in elke cilinder en de aanvoer van een vonk. Totdat een puls wordt ontvangen van de sensor, wordt er geen vonk gegenereerd.
Als deze sensor uitvalt, wordt het probleem opgelost door deze te vervangen. Alleen het model dat voor dit type motor is ontwikkeld, moet worden geselecteerd, anders komen de parameters van de positie van de krukas niet overeen met de werkelijkheid en zal de verbrandingsmotor niet correct werken.
Krukas service
Er zijn geen onderdelen in de auto die geen periodieke inspectie, onderhoud of vervanging nodig hebben. Hetzelfde geldt voor krukassen. Omdat dit onderdeel constant zwaar wordt belast, verslijt het (dit gebeurt vooral snel als de motor vaak oliegebrek ervaart).
Om de staat van de krukas te controleren, moet deze uit het blok worden verwijderd.
De krukas wordt in de volgende volgorde verwijderd:
- Eerst moet je de olie aftappen;
- Vervolgens moet u de motor uit de auto verwijderen, waarna alle elementen ervan worden losgekoppeld;
- Het lichaam van de verbrandingsmotor wordt ondersteboven gekeerd met de pallet;
- Bij het demonteren van de krukasbevestiging is het noodzakelijk om de locatie van de hoofdlagerkappen te onthouden - deze zijn verschillend;
- De deksels van de steun of hoofdlagers zijn gedemonteerd;
- De achterste o-ring wordt verwijderd en het onderdeel wordt van de carrosserie verwijderd;
- Alle hoofdlagers zijn verwijderd.
Vervolgens controleren we de krukas - in welke staat deze is.
Reparatie en kosten van een beschadigde krukas
De krukas is een uiterst moeilijk te repareren onderdeel. De reden is dat dit onderdeel onder zware belasting met een hoog toerental werkt. Daarom moet dit onderdeel een perfecte geometrie hebben. Dit kan alleen worden bereikt met behulp van zeer nauwkeurige apparatuur.
Als de krukas moet worden geslepen vanwege het verschijnen van krassen en andere schade, moet dit werk worden uitgevoerd door een professionele technicus met speciale apparatuur. Om een versleten krukas te herstellen, heeft hij naast het slijpen nodig:
- Reiniging van de kanalen;
- Vervanging van lagers;
- Hittebehandeling;
- Balanceren.
Uiteraard kunnen dergelijke werkzaamheden alleen worden uitgevoerd door hooggekwalificeerde specialisten, en zij zullen hier veel geld voor vragen (het werk wordt uitgevoerd op dure apparatuur). Maar dit is slechts het topje van de ijsberg. Voordat de meester begint met het repareren van de krukas, moet deze van de motor worden verwijderd en vervolgens correct op zijn plaats worden geïnstalleerd. En dit is extra verspilling op het werk van een oppas.
De kosten van al deze werken zijn afhankelijk van de prijs van de meester. Dit moet worden verduidelijkt in het gebied waar dergelijke werkzaamheden worden uitgevoerd.
Het heeft geen zin om alleen de krukas te repareren bij het volledig demonteren van de motor, dus het is beter om deze procedure onmiddellijk te combineren met de revisie van de verbrandingsmotor. In sommige gevallen is het gemakkelijker om een contractmotor te kopen (geïmporteerd uit een ander land, niet onder de motorkap van een auto en zonder een rit door het grondgebied van dit land) en deze te installeren in plaats van de oude.
Algoritme voor het controleren van de krukas:
Om de staat van een onderdeel te bepalen, moet het worden gespoeld met benzine om resterende olie van het oppervlak en uit de oliekanalen te verwijderen. Na het spoelen wordt het onderdeel gespoeld met een compressor.
Verder wordt de controle uitgevoerd in de volgende volgorde:
- Er wordt een inspectie van het onderdeel uitgevoerd: er zitten geen chips, krassen of scheuren op en er wordt ook bepaald hoeveel het is versleten.
- Alle oliekanalen worden gespoeld en gespoeld om mogelijke verstoppingen te identificeren.
- Als er slijtage en krassen op de drijfstangtappen worden gevonden, wordt het onderdeel geslepen en vervolgens gepolijst.
- Als er schade aan de hoofdlagers wordt gevonden, moeten deze worden vervangen door nieuwe.
- Er wordt een visuele inspectie van het vliegwiel uitgevoerd. Als het mechanische schade heeft, wordt het onderdeel vervangen.
- Het op de teen gemonteerde lager wordt onderzocht. Bij defecten wordt het onderdeel eruit geperst en een nieuw erin geperst.
- De oliekeerring van het nokkenasdeksel wordt gecontroleerd. Als de auto een hoge kilometerstand heeft, moet de oliekeerring worden vervangen.
- De keerring aan de achterzijde van de krukas wordt vervangen.
- Alle rubberen afdichtingen worden gecontroleerd en indien nodig vervangen.
Na inspectie en goed onderhoud wordt het onderdeel weer op zijn plaats gezet en wordt de motor in omgekeerde volgorde gemonteerd. Na het voltooien van de procedure moet de krukas soepel draaien, zonder veel moeite of schokken.
Krukas slijpen
Van welk materiaal de krukas ook is gemaakt, vroeg of laat wordt er een bewerking op gevormd. In de vroegste stadia van slijtage, om de levensduur van een onderdeel te verlengen, wordt het geslepen. Aangezien de krukas een onderdeel is dat perfect gevormd moet zijn, moet het slijp- en polijstproces worden uitgevoerd door een begripvolle en ervaren draaier.
Hij zal al het werk alleen doen. Alleen de aanschaf van reparatie drijfstanglagers (ze zijn dikker dan de fabriekslagers) is afhankelijk van de autobezitter. De reparatieonderdelen verschillen in dikte en er zijn maten 1,2 en 3. Afhankelijk van het aantal malen dat de krukas is geslepen of de mate van slijtage, worden de bijbehorende onderdelen aangeschaft.
Zie de video voor meer informatie over de DPKV-functie en diagnose van de storingen:
Video over het onderwerp
Bekijk daarnaast een video over hoe de krukas wordt hersteld:
Vragen en antwoorden:
Waar is de krukas? Dit onderdeel bevindt zich in het motorhuis onder het cilinderblok. Drijfstangen met zuigers aan de andere kant zijn bevestigd aan de halzen van het krukmechanisme.
Wat is een andere naam voor de krukas? Krukas is een afgekorte naam. De volledige naam van het onderdeel is krukas. Het heeft een complexe vorm, waarvan de integrale elementen de zogenaamde knieën zijn. Een andere naam is de knie.
Wat drijft de krukas aan? De krukas is verbonden met het vliegwiel waar het koppel wordt overgebracht. Dit onderdeel is ontworpen om heen en weer gaande bewegingen om te zetten in roterende bewegingen. De krukas wordt aangedreven door de afwisselende bediening van de zuigers. Het lucht / brandstofmengsel ontsteekt in de cilinder en verplaatst de zuiger die is verbonden met de krukaskruk. Omdat dezelfde processen plaatsvinden in aangrenzende cilinders, begint de krukas te draaien.
