Σε οποιονδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο κύριος και ο βοηθητικός μηχανισμός κινούνται από τον στροφαλοφόρο άξονα χρησιμοποιώντας τροχαλία και ιμάντα.Διαβάστε για το τι είναι η τροχαλία στροφαλοφόρου άξονα, ποιοι τύποι υπάρχουν, πώς λειτουργεί και λειτουργεί, καθώς και για την αντικατάσταση και επισκευή μιας τροχαλίας στο προτεινόμενο άρθρο.
Σκοπός και ρόλος της τροχαλίας του στροφαλοφόρου
Οποιοσδήποτε κινητήρας εσωτερικής καύσης περιέχει πολλά συστήματα που απαιτούν μια πηγή μηχανικής ενέργειας για να λειτουργήσουν.Τέτοια συστήματα περιλαμβάνουν μηχανισμό διανομής αερίου, συστήματα λίπανσης και ψύξης, συστήματα ανάφλεξης επαφής με διακόπτη-διανομέα, συστήματα παροχής καυσίμου και άλλα.Η πηγή ενέργειας για όλα αυτά τα συστήματα είναι ο στροφαλοφόρος άξονας - από αυτόν λαμβάνεται μέρος της ροπής, η οποία χρησιμοποιείται για την κίνηση των αξόνων, των αντλιών, της γεννήτριας και άλλων μονάδων.Ταυτόχρονα, στον κινητήρα χρησιμοποιούνται αρκετοί ξεχωριστοί κινητήρες: ιμάντας χρονισμού ή μετάδοσης αλυσίδας και μηχανισμοί μετάδοσης κίνησης των μονάδων.Εδώ θα εξετάσουμε μόνο τους ιμάντες κίνησης, οι οποίοι περιλαμβάνουν τροχαλία στροφαλοφόρου άξονα.
Η τροχαλία του στροφαλοφόρου είναι μέρος της κίνησης του ιμάντα χρονισμού και άλλων βοηθητικών μηχανισμών των κινητήρων εσωτερικής καύσης (τόσο βενζίνης όσο και ντίζελ).Η τροχαλία βρίσκεται στο δάκτυλο (δηλαδή στο μπροστινό μέρος) του στροφαλοφόρου άξονα, χρησιμοποιείται για την οδήγηση του εκκεντροφόρου άξονα (ή των αξόνων), καθώς και ορισμένων μονάδων - μια αντλία υγρού (αντλία), μια γεννήτρια, μια αντλία υδραυλικού τιμονιού, ανεμιστήρας ψύξης, συμπιεστής κλιματισμού, πνευματικός συμπιεστής και άλλα.
Επίσης, η τροχαλία του στροφαλοφόρου μπορεί να εκτελέσει δύο βοηθητικές λειτουργίες:
- Παρακολούθηση της γωνιακής ταχύτητας και της θέσης του στροφαλοφόρου άξονα χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο αισθητήρα.
- Απόσβεση των κραδασμών που εμφανίζονται κατά την εκκίνηση/παύση του κινητήρα και τις μεταβατικές συνθήκες.
Γενικά, η τροχαλία του στροφαλοφόρου, παρά την απλότητα και την αορατότητά της, είναι σημαντικό μέρος κάθε σύγχρονου κινητήρα.Σήμερα, υπάρχει μεγάλη ποικιλία από αυτά τα εξαρτήματα και όλα λύνουν διαφορετικά προβλήματα.
Τύποι και σχεδιαστικά χαρακτηριστικά τροχαλιών στροφαλοφόρου
Οι κινητήρες χρησιμοποιούν δύο κύριους τύπους τροχαλιών στροφαλοφόρου, οι οποίοι διαφέρουν ως προς το σχεδιασμό και τον σκοπό:
- Τροχαλίες Brook για μετάδοση με ιμάντα V.
- Οδοντωτές τροχαλίες για τον οδοντωτό ιμάντα.
Οι τροχαλίες Brook είναι μια κλασική λύση που χρησιμοποιείται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης από την έναρξή τους.Η εξωτερική επιφάνεια μιας τέτοιας τροχαλίας έχει ένα ή περισσότερα ρεύματα σχήματος V, τα οποία περιλαμβάνουν έναν ιμάντα του κατάλληλου σχήματος (σε σχήμα V ή νεύρωση V).Τέτοιες τροχαλίες χρησιμοποιούνται μόνο σε μεταδόσεις με ιμάντα V, στις οποίες δεν απαιτείται ακριβής εγκατάσταση του στροφαλοφόρου άξονα και των μονάδων μεταξύ τους.Τέτοιοι γρανάζια περιλαμβάνουν την κίνηση της αντλίας νερού, της γεννήτριας, του συμπιεστή κλιματισμού, του αεροσυμπιεστή, του ανεμιστήρα και της αντλίας χρονισμού.
Οι οδοντωτές τροχαλίες είναι μια σύγχρονη λύση που χρησιμοποιείται σε κινητήρες τις τελευταίες δύο με τρεις δεκαετίες.Τέτοιες τροχαλίες χρησιμοποιούνται σε γρανάζια με ιμάντες χρονισμού, οι οποίοι αντικαθιστούν την κίνηση της αλυσίδας χρονισμού.Οι οδοντωτές τροχαλίες του στροφαλοφόρου άξονα και των μονάδων και ο ιμάντας χρονισμού που τα συνδέει εξασφαλίζουν μια ορισμένη θέση των μονάδων μεταξύ τους.Στις περισσότερες περιπτώσεις, η οδοντωτή τροχαλία χρησιμοποιείται για την κίνηση του χρονισμού και της αντλίας νερού και η κίνηση των υπόλοιπων μονάδων πραγματοποιείται με ξεχωριστό κιβώτιο ταχυτήτων με ιμάντα V.
Υπάρχουν επίσης συνδυασμένες τροχαλίες, οι οποίες είναι μια δομή από οδοντωτές και σφηνοειδείς (ή με ραβδώσεις V) τροχαλίες.Τέτοιες τροχαλίες χρησιμοποιούνται για την κίνηση του χρονισμού και ορισμένων βοηθητικών μονάδων του κινητήρα.Σε αυτό το σχέδιο μπορεί να υπάρχουν αρκετές (έως τέσσερις) τροχαλίες σφηνών/ραβδώσεων V.
Όλες αυτές οι τροχαλίες χωρίζονται σε δύο τύπους ανάλογα με το σχεδιασμό:
- Μονοκόμματο/αλεσμένο
- Σύνθετη απόσβεση.
Οι τροχαλίες του πρώτου τύπου είναι συμπαγή μέρη χυτά ή λαξευμένα από ένα μόνο κομμάτι μετάλλου (χυτοσίδηρος ή χάλυβας).Τέτοιες τροχαλίες είναι οι απλούστερες και φθηνότερες, αλλά μεταδίδουν στις μονάδες όλους τους κραδασμούς που συμβαίνουν όταν περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας.
Οι τροχαλίες του δεύτερου τύπου είναι σύνθετες, αποτελούνται από μια πλήμνη και έναν δακτύλιο που συνδέονται μέσω ενός ελαστικού δακτυλίου.Λόγω της παρουσίας ενός ελαστικού δακτυλίου, η πλήμνη και η κορώνα αποσυνδέονται, έτσι οι κραδασμοί και οι δονήσεις που εμφανίζονται κατά την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα εξασθενούν.Τέτοιες τροχαλίες είναι βαρύτερες, πιο περίπλοκες και ακριβότερες, αλλά αυτό αποδίδει με καλύτερη αξιοπιστία και ανθεκτικότητα ολόκληρου του ιμάντα κίνησης.
Επίσης, οι τροχαλίες χωρίζονται σε δύο ομάδες ανάλογα με τον τύπο στερέωσης:
- Στερέωση με κεντρικό μπουλόνι και κλειδί.
- Στερέωση με πολλά (2-6) μπουλόνια.
Στους σύγχρονους κινητήρες, η τροχαλία του στροφαλοφόρου άξονα, ειδικά στην περίπτωση κίνησης ιμάντα χρονισμού, είναι συνήθως τοποθετημένη σε ένα μόνο μπουλόνι και δεν περιστρέφεται με κλειδί.Οι βοηθητικές τροχαλίες μπορούν να στερεωθούν με πολλά μπουλόνια και η εγκατάσταση πραγματοποιείται στην πλήμνη, η οποία είτε αποτελεί συνέχεια του οδοντωτού τροχού κίνησης της αλυσίδας χρονισμού είτε χυτεύεται στο δάχτυλο του στροφαλοφόρου άξονα ή είναι ανεξάρτητο τμήμα με κούμπωμα κλειδιού στο δάχτυλο του άξονα.
Στις τροχαλίες των σύγχρονων κινητήρων, εκτός από ρέματα ή δόντια κάτω από τον ιμάντα, μπορεί να κατασκευαστεί δακτυλιοειδές γρανάζι για τη λειτουργία του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα (DPKV).Η κορώνα είναι ο λεγόμενος κύριος δίσκος του αισθητήρα στροφαλοφόρου, μπορεί να διαμορφωθεί μαζί με την τροχαλία ή μπορεί να κατασκευαστεί ως ξεχωριστό μέρος με μπουλόνι.
Οποιαδήποτε τροχαλία στροφαλοφόρου άξονα ισορροπεί κατά την κατασκευή για να εξαλείψει τους κραδασμούς και τα χτυπήματα.Για την απομάκρυνση της περίσσειας μετάλλου, ανοίγονται μικρές κοιλότητες στην τροχαλία.
Θέματα αντικατάστασης και επισκευής τροχαλίας στροφαλοφόρου
Η τροχαλία του στροφαλοφόρου άξονα είναι ένα αξιόπιστο και ανθεκτικό εξάρτημα, αλλά με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να καταστραφεί και να αποτύχει.Εάν εντοπιστεί φθορά της οδοντωτής τροχαλίας, καθώς και σε περίπτωση ρωγμών, σπασίματος, παραμορφώσεων και άλλων ζημιών, η τροχαλία πρέπει να αποσυναρμολογηθεί και να αντικατασταθεί με νέα.Μπορεί επίσης να απαιτείται αποσυναρμολόγηση της τροχαλίας κατά την εκτέλεση εργασιών επισκευής στον κινητήρα.
Η διαδικασία αντικατάστασης της τροχαλίας του στροφαλοφόρου εξαρτάται από τον τύπο της στερέωσής της.Ο ευκολότερος τρόπος είναι να αφαιρέσετε την τροχαλία στα μπουλόνια - απλώς ξεβιδώστε τα μπουλόνια, ενώ στερεώνετε τον στροφαλοφόρο άξονα, αποτρέποντας την περιστροφή του.Η αποσυναρμολόγηση μιας οδοντωτής τροχαλίας σε ένα μόνο μπουλόνι είναι κάπως πιο περίπλοκη και γενικά μοιάζει με αυτό:
1.Στερεώστε το αυτοκίνητο τοποθετώντας στοπ κάτω από τους τροχούς, στην περίπτωση βενζινοκινητήρα, αφαιρέστε τη φίσα από το πηνίο ανάφλεξης (έτσι ώστε η μίζα να γυρίσει, αλλά ο κινητήρας να μην ξεκινήσει), στην περίπτωση κινητήρα ντίζελ, αφαιρέστε το σύνδεσμο από τη βαλβίδα τροφοδοσίας καυσίμου της αντλίας ψεκασμού.
2. Επεξεργαστείτε το μπουλόνι με οποιοδήποτε μέσο που θα σας βοηθήσει να σχίσετε τους συνδετήρες από τη θέση τους χωρίς να το σπάσετε.
3. Βάλτε ένα κλειδί με μακριά λαβή στο μπουλόνι, θα πρέπει να φτάσει στο πάτωμα ή επιπλέον χρησιμοποιήστε ένα σωλήνα.
4. Γυρίστε τον κινητήρα με τη μίζα - σε αυτήν την περίπτωση, το μπουλόνι πρέπει να γυρίσει.Εάν δεν λειτουργεί την πρώτη φορά, τότε μπορείτε να επαναλάβετε.
5. Ξεβιδώστε το μπουλόνι.
6. Χρησιμοποιώντας έναν ειδικό εξολκέα, αποσυναρμολογήστε την τροχαλία από το δάχτυλο του στροφαλοφόρου άξονα.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι για να αποκτήσετε πρόσβαση στην τροχαλία σε αυτοκίνητα με διαμήκη κινητήρα, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το λάκκο επιθεώρησης και σε αυτοκίνητα με εγκάρσιο κινητήρα, θα πρέπει να αποσυναρμολογηθεί ο δεξιός τροχός.
Κατά το σπάσιμο του μπουλονιού, πρέπει να προσέχετε - βιδώνεται με μεγάλη προσπάθεια, επομένως ο κίνδυνος θραύσης του είναι αρκετά μεγάλος.Συνιστάται να αφαιρέσετε την τροχαλία από τον στροφαλοφόρο άξονα χρησιμοποιώντας ειδικό εξολκέα, αν και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια απλή λεπίδα στερέωσης, αλλά σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει επίσης να είστε προσεκτικοί.Ορισμένες τροχαλίες έχουν ειδικές οπές με σπείρωμα στις οποίες μπορείτε να βιδώσετε τα μπουλόνια και να αφαιρέσετε την τροχαλία.Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, ένα φύλλο χάλυβα θα πρέπει να τοποθετηθεί κάτω από τα βιδωτά μπουλόνια, καθώς το μπουλόνι μπορεί να σπρώξει μέσα από το μπροστινό τοίχωμα του μπλοκ κινητήρα ή άλλα μέρη που βρίσκονται κάτω από αυτό.
Η εγκατάσταση της τροχαλίας του στροφαλοφόρου πραγματοποιείται με αντίστροφη σειρά.Ωστόσο, μπορεί να υπάρχει μια δυσκολία, αφού η τροχαλία είναι σφιχτά τοποθετημένη στο δάκτυλο του στροφαλοφόρου άξονα, κάτι που απαιτεί μεγάλη σωματική προσπάθεια.Το σημείο προσγείωσης της τροχαλίας μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με γράσο για να διευκολυνθεί η τοποθέτησή της.
Με την κατάλληλη αντικατάσταση της τροχαλίας του στροφαλοφόρου, όλες οι μονάδες κινητήρα θα λειτουργούν κανονικά, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη λειτουργία ολόκληρης της μονάδας ισχύος.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Αυγούστου 2023