Что такое шкив в машине фото картинки
Шкив коленвала: все, что нужно о нем знать?
Шкив коленвала – это деталь, которая на первый взгляд, может показаться несущественной для автомобиля. На самом же деле, это устройство играет важнейшую роль в обеспечении работоспособности многих систем транспортного средства. Сам по себе ни один вал не способен функционировать. Для этого в автомобиле предусмотрены специальные элементы, которые передают крутящий момент на другие узлы. Шкив коленвала, как раз и является одним из таких звеньев. В процессе эксплуатации с ним, как и с любым другим элементом могут случиться неполадки. В рамках данного материала рассмотрим виды шкивов, где они установлены и как их заменить.
Виды шкивов для коленвала
Практически все механизмы для работы используют энергию, получаемую от вращения коленвала. Если вращение колес обеспечивается целой системой, то для приведение в работу ГРМ и других важных элементов используется шкив коленвала. Существует несколько видов таких устройств:
Ременной передачей оснащены отечественные марки автомобилей. Шкив под такой ремень имеет цельную конструкции, а сам паз полностью повторяет конфигурацию клинового ремня. В зубчатой конструкции используется не цепь, а ремень. Она используется на большинстве современных автомобилях. На микроавтобусах и транспорте небольшой грузоподъемности применяется шкив с резиновой прослойкой (демпфером).
Где располагается шкив коленчатого вала?
В основном при поднятии крышки капота заметить эту конструкцию достаточно сложно. Дело в том, что шкив расположен за генератором и соответственно не заметен. Однако если заглянуть вниз, в место ремня, можно увидеть диск, зафиксированный на валу ступицей – это и будет искомая деталь. Для того, чтобы снять шкиф водителю потребуется выполнить такие манипуляции:
Изъять болт, удерживающий шкив коленчатого вала зубчатого вида будет достаточно проблематично без специального инструмента. Поскольку его резьба нарезана таким образом, что направление откручивания полностью совпадает с крутящим моментом вала, сделать это трудно. Для этих целей обычно используют ключ размером на 19, которым нужно будет против вращения вала открутить интересующую деталь. Однако даже, если вам удалось демонтировать шкив коленвала нельзя сказать, что на этом этапе все работы считаются оконченными. Дело в том, что на вале ступица обычно сидит достаточно плотно, да от случайного соскальзывания ее уберегает специальная шпонка. Для ее демонтажа можно воспользоваться специальным съемником или аэрозольной смазкой. Под их действием ступица шкива коленчатого вала будет самопроизвольно раскачиваться с тягой на себя.
О том, как открутить гайку на шкиве коленчатого вала можно узнать из этого видеоролика:
Наука о шкивах
Хочется сказать несколько слов о ременной передаче на двигателе «классики». С помощью ремня от шкива коленчатого вала приводятся во вращение шкивы генератора и насоса охлаждающей жидкости. О литом шкиве коленвала говорить особо нечего: это одна из немногих «вечных» деталей Жигулей.
Ремни бывают двух типов: клиновые зубчатые и сплошные. Не понимаю приверженцев сплошных ремней, являющихся наследием прошлого: зубья на внутренней поверхности клинового ремня были придуманы с целью улучшения температурного режима работы резины, поэтому их наличие увеличивает ресурс всего ремня. Из производителей этой запчасти рекомендую ОАО «БРТ» (Балаковорезинотехника) и Bosch (при покупке обратите внимание на длину ремня: не каждый из них получится натянуть на шкивы некоторых автомобилей даже с помощью прокручивания коленчатого вала ключом храповика). Наличие запасного ремня в машине, что очевидно, является обязательным.
Шкив генератора состоит из двух половин, фиксируемых на валу гайкой. Эта деталь обычно выдерживает весь ресурс генератора, но я сам был свидетелем ситуации, когда шкив буквально разрезало ремнем. Справедливости ради надо сказать, что незадолго до этого случая автомобиль побывал в ДТП и шкив, судя по всему, был поврежден. Кроме того, его необходимо менять, если внутренней поверхностью ремня отполирована внешняя окружность стыка двух половин шкива («ручейковая» поверхность).
Но самым слабым звеном при чрезмерно сильном натяжении ремня становится сварной шкив насоса охлаждающей жидкости (помпы). Например, непосредственно после установки генератора от Нивы я перетянул ремень, и он располовинил шкив помпы прямо на МКАДе. Чтобы не попасть в столь неприятную ситуацию, обязательно контролируйте натяг по прогибу согласно инструкции (заодно продлите жизнь подшипников генератора).
Однако может быть еще одна причина быстрого выхода из строя шкива помпы – некачественное исполнение самой детали. Подлинный и качественный шкив производства АвтоВАЗа отличается наличием двух оппозитно расположенных отверстий на окружности точечной сварки в передней половине шкива при двенадцати точках сварки. Для наглядности привожу фото: на первом деталь, отработавшая более 100 000 км, на втором – не выдержавшая и 1000 км.
В моем случае у некачественного шкива помимо всего восьми точек сварки продольная плоскость симметрии (по «ручейковой» поверхности, см. рис.1) после установки на насос была смещена вперед от двигателя, что еще больше увеличило нагрузку на и без того хлипкую сварку. Известны ситуации, когда людям приходилось менять 4-5 (!) шкивов помпы подряд именно из-за безобразного качества исполнения детали.
Кстати, отполированная «ручейковая» поверхность является показанием к замене и для шкива помпы (разумеется, если это произошло не по причине истирания боковых поверхностей ремня).
Громкий свистящий звук (относится к любому автомобилю – не только к «классике») в момент увеличения оборотов двигателя (например, при трогании с места) говорит, как правило, о недостаточном натяге ремня, либо (намного реже) о необходимости замены шкива насоса охлаждающей жидкости или шкива генератора. В свою очередь, недостаточный натяг может приводить к снижению напряжения в бортовой электросети.
Стоит отметить, что правильная сила натяжения приводного ремня в совокупности с качественными запчастями позволит вам надолго забыть о существовании в автомобиле ременной передачи.
Шкив коленвала – почему без него автомобиль «мёртвый»
Деталь, которая не бросается в глаза и кажется несущественной, в действительности играет важную роль в обеспечении работоспособности всех систем автомашины. Имея достаточно простое и надёжное устройство, шкив коленвала иногда нуждается в замене. Чаще всего его снимают при необходимости замены сальника коленвала. В этой связи важно знать, какие существуют виды шкивов, с чем могут быть связаны поломки, как производится замена.
Разновидности шкивов для коленчатого вала
Подавляющее большинство механизмов автомобиля используют для своей работы энергию, получаемую от вращающегося коленчатого вала. Если вращение колёс обеспечивается целой системой валов и шестерён, то для приведения в действие газораспределительного механизма (ГРМ), генератора, помпы, кондиционера используется шкив коленвала.
В разные периоды автомобилестроения и для разных марок авто, применялись независимые друг от друга конструкторские решения шкивов. Утверждать, какой тип шкивов лучше, не имеет смысла, для разных условий эксплуатации автомобиля – свой тип шкива.
Коленвал со шкивом под клиновый ремень
Практически все легковые, грузовые автомобили, автобусы с моторами, разработанными отечественными конструкторами в советскую эпоху, оснащены ременной передачей для генератора. Шкив под такой ремень имеет цельнолитую (цельносварную) конструкцию, а паз повторяет конфигурацию клинового ремня.
На конец вала шкив насаживается через шпонку, что препятствует его прокручиванию, и закрепляется с помощью гайки (реже – болта). Максимально простая конструкция позволила использовать шкив на протяжении всего периода эксплуатации мотора.
Зубчатый шкив коленвала
С целью облегчения системы и провода газораспределения конструкторы предложили использовать не цепь, а ремень. Подобная конструкция встречается почти на всех современных авто. Для того, чтобы добиться максимального совпадения угла вращения коленвала и распредвала, внутренняя поверхность ремня имеет пазы, а на внешнем ободе шкива нанесены зубы. Именно поэтому такой шкив назван зубчатым. При условии своевременной замены ремней и правильной эксплуатации сам шкив служит достаточно долго, и поломка встречается редко.
Демпферный шкив коленвала
В момент запуска и резкого изменения частоты вращения коленвала на ремень и систему газораспределения оказывается сильное импульсное механическое воздействие. Разработчики предложили оснастить шкив демпфером – резиновой прослойкой между внутренней обоймой и внешним рабочим диском. Подобная конструкция нашла широкое применение в моторах для микроавтобусов, автомобилей небольшой грузоподъёмности.
Конструкторы добились желаемого результата, но одновременно существенно сократили срок эксплуатации шкива. Резина от перепадов температур, агрессивной среды, механических нагрузок теряет эластичность, разрушается. Автовладельцы вынуждены непрерывно следить за состоянием демпфера и срочно менять шкив при появлении дефектов. Иногда шкив разламывается, что полностью обездвиживает автомобиль.
Как производится замена шкива коленвала
Какой конструкции не использовался бы шкив на моторе, принцип демонтажа и установки остаётся одинаковым.Если мотор расположен вдоль моторного отсека, то шкив находится в передней нижней части, за радиатором охлаждения. При поперечном расположении блока к шкиву можно добраться, если снять правое переднее колесо.
Наиболее часто задаваемый вопрос на автофорумах звучит так: какая резьба на шкиве коленвала? Проблема заключается в том, что гайка или болт имеют очень сильную затяжку. Испытывая серьёзные затруднения при демонтаже, автовладельцы сомневаются в правильном направлении приложения усилий.
Ответ в данном случае один – резьба правая, то есть откручивать гайку (болт) необходимо против часовой стрелки. Коленвал вращается в обратном направлении, что приводит к постепенному сильному затягиванию. Если добавить к этому процессы окисления, коррозии, то сорвать с места такую затяжку вручную очень сложно.
Зная некоторые приёмы весь процесс можно сократить до 10 минут. Алгоритм действий таков:
Такой приём можно повторить несколько раз, пока затяжка не освободится. Далее отворачивание производится вручную. Для облегчения процесса рекомендуется заранее все стыки деталей покрыть слоем смазки типа «WD» или тормозной жидкостью.
Стянуть шкив с коленвала также непросто. Во-первых, посадочные размеры подбираются для наиболее прочного соединения и исключения люфта. Во-вторых, шпонка шкива коленвала также оказывает сопротивление из-за плотной подгонки. Идеальным считается использование специального винтового съёмника. При отсутствии таких приспособлений шкив снимают с помощью монтировки, аккуратно надавливая на тыльную поверхность шкива в разных местах.
Если автовладельцу удалось демонтировать шкив, то с его установкой проблем не возникнет. Всё происходит в обратной последовательности, а надёжный зажим коленвал обеспечит себе сам.
Шкив коленвала какую функцию выполняет в автомобиле
Шкив коленвала — это такая деталь, которая играет очень важную роль в работоспособности машины. Устройство шкива коленвала довольно простое, но периодически этот узел нуждается в замене. В большинстве случаев его снимают тогда, когда приходится менять сальник коленвала.
Но шкивы коленвала бывают разные, поэтому сейчас мы более подробно разберемся с разновидностью шкивов для коленвала и какие бывают поломки, связанные с этим узлом.
Шкивы коленвала и их разновидности
Для приведения в действие ГРМ (газораспределительного механизма) помпы, кондиционера или генератора используется шкив коленвала. Существуют разные типы шкивов, для каждого автомобиля свой тип.
Коленвал со шкивом для клинового ремня
Во многих современных автомобилях используется ремень, который взаимодействует с генератором. Для такого ремня используется шкив с цельнолитой или цельносварной конструкцией, при этом пазы четко повторяют форму ремня.
Шкив закрепляется при помощи гайки или болта, в зависимости от конструкции, через шпонку насаживается на конец вала. Благодаря простой конструкции, шкив служит очень долго, легко выдерживает весь срок службы мотора.
Шкив коленвала зубчатый
Если раньше для привода ГРМ использовали цепь, то со временем на многих автомобилях от нее отказались и перешли на использование ремня для того, чтобы облегчить систему. Сейчас на всех современных автомобилях используется именно такая конструкция с зубчатым ремнем для привода ГРМ. Чтобы угол вращения коленвала и распредвала максимально хорошо совпадали, на внутренней поверхности ремня сделали пазы, а на шкиве есть зубья.
И зубья отлично состыковываются в пазы для ремня. Так что, именно потому что на этом шкиве есть зубья, он и называется зубчатым шкивом коленвала. Если вовремя менять ремень ГРМ, то вся система прослужит долго. Если забыть поменять ремень, то тогда придется делать капремонт всего двигателя.
Шкив коленвала демпферный
Так как во время запуска двигателя или во время резкого увеличения частоты вращения коленвала создается повышенная нагрузка на ремень и всю систему ГРМ. Поэтому производители автомобилей стали оснащать шкив специальной прослойкой из резины — демпфером. Эта прослойка располагается между внешним рабочим диском и внутренней обоймой. Такая конструкция широко применяется в двигателях, установленных на микроавтобусах и других похожих автомобилях.
Благодаря использованию демпфера удалось уменьшить срок службы шкива, так как из-за перепадов температур резина теряет свою эластичность и разрушается. Поэтому чтобы система нормально работала, владельцам автомобилей надо следить за состоянием этого демпфера и в случае чего — менять шкив, чтобы машина оставалась на ходу.
Как делать замену шкива коленвала
В каждом автомобиле свои особенности по замене шкива коленвала, но принцип, в целом, одинаковый. Если в моторном отсеке двигатель расположен вдоль, то в таком случае шкив будет в передней нижней части моторного отсека, сразу за радиатором системы охлаждения. Если же двигатель расположен поперечно в моторном отсеке, то чтобы поменять шкив коленвала, придется снимать переднее правое колесо.
Также многих волнует какая используется резьба на шкиве коленвала, чтобы ее случайно не сорвать. Ведь гайка, которая держит шкив коленвала обычно очень сильно затянута. Поэтому надо точно знать в какую сторону крутить.
Но здесь нет ничего сложного — резьба правая, поэтому если нужно открутить гайку, то крутить надо против часовой стрелки. Также надо понимать, что коленвал крутится в противоположную сторону от резьбы, поэтому гайка про процессе работы затягивается еще сильнее.
Кроме того, никто не отменял окисление и коррозию, поэтому через определенное время такую гайку открутить будет действительно проблематично.
Но если знать что делать, то все становится достаточно просто и сделать замену шкива коленвала будет проще простого. Действия такие:
Как только гайка начала откручиваться, дальше можно вручную с помощью ключа открутить ее. Кстати, чтобы легче откручивалась гайка, можно на нее нанести смазку WD или другую аналогичную смазку.
Далее надо стянуть шкив с коленвала, что тоже считается не простым делом, так как ремень и шкив очень прочно соединены друг с другом и между ними нет люфта. Кроме этого, плотно подогнана шпонка шкива коленвала, что тоже оказывает сопротивление.
Поэтому желательно использовать специальный винтовой съемник, также можно снимать шкив, применяя монтировку, надавливая в разных местах на тыльную поверхность шкива.
Если получилось снять шкив, то самая сложная работа уже проделана. Установить шкив на свое место будет несложно, надо делать все в обратной последовательности, а надежный зажим коленвал обеспечит самостоятельно.
А далее видео о том, как быстро открутить шкив коленвала с помощью того метода, что был описан выше:
Шкив: назначение, типы, материалы для изготовления
Шкив — это приводное колесо для передачи или получения крутящего момента от приводного ремня. Ременная передача использовалась людьми с античных времен, в средние века началось массовое ее применение в деревенских прялках. С началом промышленной революции ими оснащался каждый станок. В наши дни шкивы широко применяются в двигателях внутреннего сгорания, станках, бытовых приборах, ручном электроинструменте. Приводные ремни и колеса подверглись стандартизации – это позволяет добиться их взаимозаменяемости. Стандартизованы также правила и приемы изображения деталей на чертежах.
Понятие шкива
Он предназначен для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый. Для работы такого привода оба вала располагают параллельно. На каждый вал надевают и закрепляют плоское колесо, их располагают в одной плоскости. Колеса соединяют бесконечным гибким приводным ремнем. При вращении приводного шкива сила трения заставляет двигаться ремень, облегающий часть его поверхности. Это движение передается ведомому шкиву, заставляя его вращаться.
Ременная передача распространена среди бытовой техники, механизмов станков малой и средней мощности, в различных двигателях внутреннего сгорания.
Она обладает следующими достоинствами:
Сам шкив – это диск на валу. Он состоит из двух основных частей: обода и ступицы. Обод- это внешняя часть детали. Она входит в зацепление с ремнем и в зависимости от типа привода может быть плоской или иметь углубление по форме ремня. Боковые выступы над ободом называют щеками. Они удерживают ремень от соскальзывания. Если привод клиновой, то щеки делают наклонными, они несут дополнительную функцию- увеличивают площадь зацепления.
Если используется зубчатый привод, то на поверхности обода делают зубья соответствующей формы.
Если используется параллельно несколько ручьев, на ободе делают несколько канавок.
Ступица- внутренняя част шкива. Он имеет отверстие для крепления на валу. Часто обод и ступица отливаются, вытачиваются или фрезеруются в виде единой детали.
Для снижения веса изделия в теле шкива оставляют пустоты, формируя спицы. При изготовлении из дерева наличие спиц обуславливалось технологией изготовления.
Для обеспечения взаимозаменяемости шкивов их типоразмеры, технологические требования, маркировка стандартизованы. Они описаны в ГОСТ 20889-94. «Шкивы для приводных клиновых ремней» и в ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89).
В стандартную маркировку входят следующие параметры:
Так, маркировка 8 SPC 500 обозначает восьмиручьевый шкив под профиль SPC с диаметром 500 мм.
Стандартизованы также и правила изображения шкивов на чертеже. Чертеж должен быть построен так, чтобы изделие можно было изготовить, точно соблюдая форму и размер.
Виды шкивов
За тысячелетия применения конструкторы разработали множество конструкций шкивов ременных передач. Их классификация проводится по различным признакам.
По типу применяемого ремня различают:
Клиновидные
Самый распространенный вид изделия. Применяются с клиновидными ремнями. Боковые щеки дают дополнительную площадь зацепления, увеличивая возможности передачи по крутящему моменту и скорости вращения.
Наклон канавки обязательно указывается на чертеже детали.
Для того, чтобы снизить габариты передачи или повысить ее мощность, параллельно запускают несколько ручьев. Такие шкивы называются многоручьевыми, они имеют соответствующее количество канавок. Иногда на такой шкив надевают единый ремень с несколькими клиновидными выступами. Это поликлиновая передача.
На чертеже допустимо дать подробно изображение одной канавки и указать их количество. Детализация остальных на чертеже не требуется
При аварийном превышении допустимой нагрузки начинается проскальзывание, защищающее оборудование от повреждения.
Клиноременные передачи позволяют передавать наибольший крутящий момент.
Зубчатые
На внутренней поверхности ремня имеются зубчатые выступы, соответствующие их по шагу зубья сделаны и на поверхности обода. Зубчатоременные пары не проскальзывают и могут передавать больший крутящий момент. Они отличаются также точностью передачи углового положения вала, поэтому применяются в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Оборотной стороной является отсутствие защитной функции от перегрузок. Обод изготавливается путем фрезерования. Встречается и изготовление методом обкатки. На чертеже детали обязательно следует указать точные параметры зуба, его шаг, высоту, профиль.
Плоскоременные
Классическая конструкция, применявшаяся в самых первых передачах. Гасит вибрацию и динамические нагрузки от ведущего вала. Отличаются низкой шумностью, ограниченным моментом и скоростью вращения.
С помощью дополнительных роликов можно связывать ведомые и ведущие валы, находящиеся в разных плоскостях, не соосные, изменять направление вращения. Таким образом можно заменить карданные и червячные передачи. Чертеж такого изделия наиболее простой, однако на нем следует указать радиусы сопряжения обода и щечек, если они предусмотрены. Иногда щек не предусматривают, а профиль обода делают выпуклым. В этом случае на чертеже следует указывать его радиус.
Круглоременные
Проточка в ободе имеет полукруглый профиль. Такие ременные передачи используют при небольших предаваемых моментах и скоростях вращения. Они также позволяют изменят направление вращения и связывать оси, находящиеся в разных плоскостях. На чертежах таких деталей указывается лишь радиус проточки канавки.
Вариаторные
Это наиболее сложные по конструкции устройства. обод выполнен в виде конуса с конической перемещающейся щекой. Клиноременное кольцо имеет возможность перемещаться по конусу в осевом направлении, с меньшего радиуса на больший. Второй шкив имеет обратную конусность, и привод при этом на нем перемещается с меньшего радиуса на больший. При этом передаточное число передачи меняется. Щеки обеих шкивов могут двигаться и в обратном направлении, меняя передаточное число в обратную сторону.
Преимущество конструкции заключается в том, что передаточное число можно менять без остановки вращения и не снимая с привода нагрузки. По чертежу бывает сложно понять принцип действия устройства. Трехмерное моделирование позволяет дополнять модели кинематическими симуляциями, наглядно демонстрирующими взаимодействие деталей механизма.
Различают шкивы и по способу размещения на валу:
Для изготовления детали используют такие материалы, как:
На чертежах указывают не только марку сплава, но и способ его обработки, чистоту поверхности, твердость, необходимость закалки и т. п.
Дерево, как традиционный материал для ременных передач, в наши дни вышло из употребления. Применяется при реконструкциях исторических механизмов и в самоделках. Иногда склеенные из фанерных дисков приводные колеса используются в качестве временной ремонтной детали в домашних мастерских.
Применение шкивов
Клиновые приводы – одни из самых широко используемых в самых различных механизмах и устройствах с высоким крутящим моментом и угловой скоростью. Прежде всего- это двигатели внутреннего сгорания. Кроме того, клиноременные пары применяются в таких областях, как:
и во многих других отраслях.
Зубчатые передачи используются в тех случаях, когда требуется передать значительный крутящий момент без пробуксовок. Зубчатоременной привод не требует сильного натяжения для хорошего сцепления. Он дает существенно меньшую радиальную нагрузку на ось, чем другие ременные передачи.
Применяются такие приводы в:
Поликлиновые шкивы отлично справляются в так называемых серпантинных передачах, когда один привод снабжает энергией вращения много потребителей, и при этом следует по весьма извилистой траектории. Поликлиновые передачи позволяют передавать значительные моменты и достигать больших оборотов без увеличения габаритов.
Их используют как в тяжелом машиностроении, так и в производстве бытовой техники.
Вариаторные приводные колеса применяются везде, где необходимо без остановки вращения и снятия нагрузки плавно изменять обороты и крутящий момент. Они популярны в таких сферах, как:
Современный вариатор превосходит по своим эксплуатационным характеристикам и ручные, и гидравлические трансмиссии.
Плоскоременные приводы используются там, где требуется передать вращение на значительные расстояния (до 7-9 м) и погасить удары, толчки и другие динамические нагрузки, передаваемые от ведущего вала к ведомому (или в обратном направлении). Они применяются:
Круглоременные приводы используются для малонагруженных передач в точных приборах, бытовой электронике и технике.
Они также легко перекрещиваются и, при посредстве дополнительных пассивных шкивов позволяют связывать ведомый и ведущий валы, находящиеся в разных плоскостях и под углом друг к другу, а также изменять направление вращения.
Изображение шкива на чертежах
Из чертежа изделия должно быть полностью понятно его устройство, размеры и способ изготовления. Для стандартных изделий на чертеже обязательно наносится обозначение шкивов.
Чтобы правильно и точно изготовить нестандартный шкив, чертеж его должен соответствовать определенным требованиям. Правильно выбрать угол канавки шкива можно, если воспользоваться для чертежа стандартным рядом уклонов.
Шкив обычно изображается на чертежах в двух видах:
Вид сбоку, как и для других деталей с осевой симметрией, приводят не полностью, а в половину. Для шкивов, имеющих в своей конструкции спицы, допустимо не изображать все, а привести чертеж одной детали с указанием их количества.
Разрез требуется строить так, чтобы в его плоскости находилась хотя бы одна спица. Спицы на разрезе штриховать не требуется. Если же деталь выполнена сплошной, плоскость разреза штрихуется, как обычно на чертеже.
Основные размеры и параметры, такие, как:
На дополнительном виде чертежа изображают сечение спицы. Если форма его переменная, то делают несколько дополнительных видов чертежа.
Изображение места крепления под шпонку с размерами и указанием качества поверхности также выносится на дополнительный вид чертежа.
Если вместо спиц для облегчения конструкции в теле детали предусмотрено несколько отверстий, их число и размеры указываются на разрезе, а вид сбоку на чертеже допустимо не строить.