Είναι η απόδοση του στροφαλοφόρου άξονα ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει τη ζωή του οχήματος

Ο στροφαλοφόρος άξονας είναι ένα από τα σημαντικά στοιχεία του κινητήρα του αυτοκινήτου και οι συνήθεις μορφές αστοχίας είναι το κάταγμα κόπωσης από κάμψη και η φθορά του περιοδικού. Επομένως, το υλικό του στροφαλοφόρου άξονα απαιτεί υψηλή ακαμψία, αντοχή στην κόπωση και καλή αντοχή στη φθορά και η απόδοσή του επηρεάζει άμεσα τη διάρκεια ζωής του οχήματος. Ο στροφαλοφόρος άξονας υπόκειται σε μεγάλα φορτία και συνεχώς μεταβαλλόμενες ροπές κάμψης και ροπές κατά τη λειτουργία. Ας ρίξουμε, λοιπόν, μια ματιά στο αν η απόδοση του στροφαλοφόρου άξονα είναι βασικός παράγοντας που επηρεάζει τη ζωή του οχήματος!

Αρχή λειτουργίας του στροφαλοφόρου άξονα

Ως το κύριο φέρον στοιχείο ενός κινητήρα, η αστοχία κόπωσης του στροφαλοφόρου άξονα είναι πολύ συχνή όσον αφορά την αστοχία κόπωσης μετάλλου (δηλ. αστοχία κόπωσης κάμψης και αστοχία στρεπτικής κόπωσης) και στη συνέχεια αναπτύσσεται προς τον βραχίονα του στρόφαλου. Οι στριμμένες ρωγμές εμφανίζονται σε κακώς επεξεργασμένες τρύπες λαδιού και φιλέτα και αναπτύσσονται παράλληλα με τον άξονα. Η αστοχία κόπωσης μετάλλου είναι το αποτέλεσμα της δράσης μεταβλητής τάσης που αλλάζει περιοδικά με το χρόνο. Η στατιστική ανάλυση της θραύσης του στροφαλοφόρου άξονα δείχνει ότι το πρώτο έχει μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης από το δεύτερο. Οι ρωγμές καταπόνησης κάμψης εμφανίζονται πρώτα στο κομβίο (πείρος στροφάλου) της μπιέλας ή στο φιλέτο του γεμιστήρα του κύριου άξονα και περίπου το 80 τοις εκατό από αυτές προκαλούνται από κόπωση κάμψης.

Διαδικασία κατασκευής στροφαλοφόρου άξονα

Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο τύποι υλικών για τους στροφαλοφόρους άξονες των κινητήρων αυτοκινήτων: ο οζώδης χυτοσίδηρος και ο χάλυβας. Μπορεί να βελτιώσει την αντοχή σε κόπωση, τη σκληρότητα και την αντίσταση στη φθορά του στροφαλοφόρου άξονα. Το κόστος των οζωδών στροφαλοφόρων αξόνων από χυτοσίδηρο είναι μόνο περίπου το 1/3 του κόστους των στροφαλοφόρων αξόνων από σβησμένο και σκληρυμένο χάλυβα. Ο οζώδης χυτοσίδηρος έχει καλή απόδοση κοπής και μπορεί να αποκτήσει ιδανικά δομικά σχήματα. Υποβάλλεται σε διάφορες επεξεργασίες θερμικής επεξεργασίας και ενίσχυσης επιφανειών παρόμοιες με τους στροφαλοφόρους άξονες από χάλυβα, που αντιπροσωπεύουν το 90 τοις εκατό στις Ηνωμένες Πολιτείες, το 85 τοις εκατό στο Ηνωμένο Βασίλειο και το 60 τοις εκατό στην Ιαπωνία. Επιπλέον, η Γερμανία, το Βέλγιο και άλλες χώρες έχουν επίσης υιοθετήσει μεγάλο αριθμό. Η τάση χρήσης στροφαλοφόρους άξονες όλκιμου σιδήρου στην Κίνα είναι πιο εμφανής, επομένως οι στροφαλοφόροι άξονες από όλκιμο σίδηρο έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Οι στατιστικές δείχνουν ότι η αναλογία των στροφαλοφόρων κινητήρων οχημάτων από οζώδη χυτοσίδηρο είναι πάνω από 85 τοις εκατό των στροφαλοφόρων κινητήρων ντίζελ μεσαίας και μικρής ισχύος από οζώδη χυτοσίδηρο και οι στροφαλοφόροι άξονες κινητήρα με ισχύ άνω των 160 kW χρησιμοποιούν κυρίως στροφαλοφόρους άξονες από σφυρήλατο χάλυβα.

Κύριες αιτίες θραύσης στροφαλοφόρου άξονα

1) Η φθορά, η υπερφόρτωση και η υπερφόρτωση του λαδιού κινητήρα μετά από μακροχρόνια χρήση έχουν οδηγήσει σε μακροχρόνια λειτουργία υπερφόρτωσης του κινητήρα και καύση των τακακιών ρουλεμάν. Ο στροφαλοφόρος άξονας έχει φθαρεί πολύ λόγω της καύσης των πλακιδίων του κινητήρα.

2) Μετά την επισκευή του κινητήρα, το όχημα δεν έχει περάσει την περίοδο φθοράς. Με άλλα λόγια, ανάρτηση υπερφόρτωσης, μακροχρόνια λειτουργία υπερφόρτωσης του κινητήρα και φορτίο στροφαλοφόρου άξονα που υπερβαίνει το επιτρεπόμενο όριο.

3) Η χρήση επιφανειακής συγκόλλησης για τη συντήρηση του στροφαλοφόρου έχει προκαλέσει σημαντικούς κραδασμούς στον κινητήρα, έχει διαταράξει την ισορροπία ισχύος του στροφαλοφόρου άξονα και δεν έχει ελεγχθεί για ισορροπία, με αποτέλεσμα υπερβολική ανισορροπία και θραύση του στροφαλοφόρου άξονα.

4) Λόγω των κακών συνθηκών του δρόμου και της σοβαρής υπερφόρτωσης και προσπέρασης των οχημάτων, ο κινητήρας είναι συχνά εντός του ορίου ταχύτητας περιστροφής της στρεπτικής δόνησης και το αμορτισέρ αστοχεί, με αποτέλεσμα ζημιά από κόπωση από στρέψη και θραύση του στροφαλοφόρου άξονα.

Προφυλάξεις για τη συντήρηση του στροφαλοφόρου άξονα

【1】 Κατά τη συντήρηση του στροφαλοφόρου άξονα, βεβαιωθείτε ότι το διάκενο προσαρμογής μεταξύ των κελύφων του κύριου ρουλεμάν και μεταξύ των κελύφους του κύριου ρουλεμάν και μεταξύ του γεμιστήρα της μπιέλας και του κελύφους του ρουλεμάν της μπιέλας είναι εντός του επιτρεπόμενου εύρους. Επιθεωρήστε προσεκτικά τον στροφαλοφόρο άξονα για ελαττώματα όπως ρωγμές, κάμψη και συστροφή και ελέγξτε τη φθορά των κελύφους του κύριου ρουλεμάν και των κελύφους του ρουλεμάν της μπιέλας.

【2】 Οι ρωγμές του στροφαλοφόρου άξονα συμβαίνουν συχνά στο μεταβατικό φιλέτο μεταξύ του βραχίονα στροφαλοφόρου άξονα και του στροφαλοφόρου άξονα ή στην οπή λαδιού στο ημερολόγιο.

【3】 Κατά την επισκευή και τη συναρμολόγηση του στροφαλοφόρου άξονα, βεβαιωθείτε ότι ο σφόνδυλος λειτουργεί με ισορροπημένο τρόπο.

【4】 Ο στροφαλοφόρος άξονας θα πρέπει να επιθεωρείται μετά από μεγάλα ατυχήματα όπως κάψιμο πλακιδίων και χτύπημα κυλίνδρου σε κινητήρες εσωτερικής καύσης.