Коленчатый вал воспринимает усилияют шатунов и передает создаваемый на нем крутящий момент трансмиссии автомобиля. От коленчатого вала приводятся в работу различные механизмы двигателя (механизм газораспределения, масляный насос и др.). Коленчатые валы изготовляют ковкой из легированных сталей или литьем из высококачественных чугунов. Основными частями коленчатого вала являются коренные шейки 29, 12, 24 и 19, на которых вал установлен в подшипниках (коренных опорах) картера двигателя; шатунные шейки 3, 13 (третья и четвертая шейки на рис. 19 не обозначены), к которым присоединяются нижние головки шатунов; щёки 25, соединяющие шатунные и коренные шейки и образующие с шатунными шейками кривошипы вала; противовесы 28 и 17, служащие для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил неуравновешенных масс; передняя часть 32 вала, на которой крепятся ведущая шестерня 31 привода механизма газораспределения, шкив 33 ременной передачи и храповик 1 для проворачивания вала вручную; задняя часть 20 вала, заканчивающаяся фланцем для крепления маховика.18.
Форма коленчатого вала и расположение его кривошипов зависят от числа и расположения цилиндров, числа коренных опор, а также принятого порядка чередования рабочих ходов — порядка работы двигателя. .
Число шатунных шеек у двигателей с однорядным расположением цилиндров равно числу цилиндров, а у У-образных двигателей, как правило, половине числа цилиндров, так как на каждой шейке таких двигателей устанавливают два шатуна. Количество коренных "шеек коленчатого вала бывает различным. Чем больше опор имеет вал, тем надежнее получается конструкция двигателя. Если между двумя смежными коренными опорами размещается только одна шатунная шейка, то число коренных шеек у такого вала всегда на одну больше числа шатунных шеек. Такие коленчатые валы, называемые полноопорными, применяют в дизелях и карбюраторных двигателях, работающих с большими нагрузками на подшипники. Неполноопорные коленчатые валы имеют по две шатунные шейки между смежными коренными опорами. Их используют в однорядных карбюраторных двигателях.
Чтобы увеличить износостойкость, поверхности коренных и шатунных шеек коленчатых валов закаляют и подвергают тщательной обработке резанием. Для облегчения вала шейки часто выполняются пустотелыми. Полости внутри шеек используют для подвода масла к Подшипникам вала, а также для центробежной очистки масла (грязеуловитель 23). Одна из коренных опор фиксирует шайбами 2 коленчатый вал от осевых перемещений, которые вызываются силами, возникающими при работе косозубых шестерен привода- механизма газо-
распределения и особенно силами пружин сцепления при его выключении.
В месте выхода из картера переднюю и заднюю части коленчатого вала тщательно уплотняют сальниками. Уплотнение задней части хвостовика вала обеспечивается также маслоотражательным буртиком 21 и маслосгонной резьбой, отводящей в сторону картера попадающее на нее масло.
Для равномерной работы многоцилиндрового двигателя необходимо, чтобы рабочие ходы в Отдельных цилиндрах чередовались через равные углы поворота коленчатого вала. Так, при четырехтактном рабочем процессе в четырехцилиндровом двигателе рабочие ходы должны чередоваться через 72074 = 180°; в шестицилиндровом двигателе — через 72076 = 120°, а в восьмицилиндровом двигателе — через 72078 = 90°.
Для выполнения этого требования коленчатый вал четырехцилиндро: вого двигателя должен иметь кривошипы, расположенные в одной плоскости. Возможны два порядка чередования рабочих ходов в цилиндрах: 1—2—4—3 и 1—3—4—2, По равномерности работы и уравновешенности сил инерции оба эти порядка равноценны.
В коленчатых валах шестицилиндровых двигателей с однорядным и двухрядным расположением цилиндров угол смещения кривошипов равен 120°. Для однорядного шестицилиндрового двигателя возможны коленчатые валы двух типов: у вала первого типа второй и пятый кривошипы повернуты на 120° (по часовой стрелке) относительно первого кривошипа, а третий и четвертый — на 240°; у вала второго типа второй и пятый кривошипы повернуты на 240°относительно первого кривошипа, а третий и четвертый на — 120°. Для валов каждого из двух типов возможны четыре порядка работы цилиндров. Наиболее распространен коленчатый вал второго типа, обеспечивающий порядок работы цилиндров 1—5—3—6—2—4.
Коленчатые валы восьмицилиндровых двигателей с двухрядным расположением цилиндров под углом 90° имеют крестообразное расположение кривошипов. Порядок работы цилиндров таких двигателей: 1—5—4—2—6—3—7—8.
При работе двигателя коленчатый вал испытывает переменные нагрузки, под действием которых в нем возникают крутильные колебания. Частота внешних сил, действующих на кривошипы коленчатого вала, зависит от угловой скорости вала и числа цилиндров двигателя. При совпадении частоты внешних сил с периодом собственных колебаний вала наступает резонанс, приводящий к интенсивному износу некоторых деталей, а иногда и к поломке коленчатого вала. Угловая скорость коленчатого вала, при которой происходит резонанс, называется критической. Чтобы избежать резонанса, коленчатым валам придается возможно большая жесткость и тем самым повышается критическая угловая скорость. Однако избежать резонанса во всем диапазоне эксплуатационных угловых скоростей вала не всегда возможно. Для гашения крутильных колебаний на коленчатых валах некоторых автомобильных двигателей устанавливают гасители (демпферы) крутильных колебаний. Их принцип действия заключается в том, что энер-
гия крутильных колебаний коленчатого вала частично превращается в работу трения гасителя. .Гасители размещают на переднём конце вала, где амплитуды колебаний имеют наибольшее значение.
, Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала двигателя ЗИЛ-114 представляет собой массивный диск 1 (рис. 20), привулканизированный слоем резины 2 к фланцу 3, который прикреплен к ступице шкива 4 привода вентилятора. Крутильные колебания коленчатого вала приводят к колебаниям диска / относительно вала.
Энергия колебаний диска превращается в работу внутреннего трения резины, вследствие чего амплитуда крутильных колебаний уменьшается.