자동차의 크랭크 샤프트는 무엇이며 어떻게 작동합니까?
내용
자동차의 크랭크 축
크랭크 샤프트는 피스톤 그룹에 의해 구동되는 자동차 엔진의 부품입니다. 토크를 플라이휠로 전달하여 전달 기어를 회전시킵니다. 또한, 회전은 구동 휠의 축축으로 전달됩니다.
후드 아래에 설치된 모든 자동차 내연 기관, 그러한 메커니즘을 갖추고 있습니다. 이 부품은 자동차 모델이 아닌 엔진 브랜드를 위해 특별히 제작되었습니다. 작동 중에 크랭크 샤프트는 설치된 내연 기관의 구조적 특징에 대해 마찰됩니다. 따라서 교체 할 때 마인드는 항상 마찰 요소의 개발과 왜 나타나는지에주의를 기울입니다.
크랭크 샤프트는 어떻게 생겼으며 어디에 있으며 오작동은 무엇입니까?
크랭크 샤프트의 역사
독립형 제품으로 크랭크 샤프트는 하룻밤 사이에 나타나지 않았습니다. 초기에는 산업뿐만 아니라 농업의 다양한 분야에 적용된 크랭크 기술이 등장했습니다. 예를 들어 수동식 크랭크는 서기 202-220년에 사용되었습니다. (한나라 때).
이러한 제품의 특징은 왕복운동을 회전운동으로 또는 그 반대로 변환하는 기능이 없다는 것이다. 크랭크 모양으로 만들어진 다양한 제품이 로마 제국(II-VI 세기 AD)에서 사용되었습니다. 중부 및 북부 스페인(Celtiberians)의 일부 부족은 크랭크 원리로 작동하는 힌지 핸드밀을 사용했습니다.
여러 국가에서 이 기술이 개선되어 다양한 장치에서 사용되었습니다. 그들 중 많은 것들이 바퀴 회전 메커니즘에 사용되었습니다. 15세기경에 섬유 산업은 실타래를 감는 크랭크 드럼을 사용하기 시작했습니다.
그러나 크랭크만으로는 회전을 제공하지 않습니다. 따라서 왕복 운동을 회전으로 변환하는 다른 요소와 결합해야 합니다. 아랍 엔지니어 Al-Jazari(1136년에서 1206년까지 살았음)는 커넥팅 로드의 도움으로 이러한 변형을 수행할 수 있는 본격적인 크랭크 샤프트를 발명했습니다. 그는 물을 끌어올리기 위해 그의 기계에서 이 메커니즘을 사용했습니다.
이 장치를 기반으로 다양한 메커니즘이 점진적으로 개발되었습니다. 예를 들어, Leonardo da Vinci와 동시대인 Cornelis Corneliszun은 풍차로 구동되는 제재소를 만들었습니다. 그것에서 크랭크 샤프트는 내연 기관의 크랭크 샤프트와 반대되는 기능을 수행합니다. 바람의 영향으로 샤프트가 회전하여 커넥팅로드와 크랭크의 도움으로 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하고 톱을 움직였습니다.
산업이 발전함에 따라 크랭크 샤프트는 다목적성으로 인해 점점 더 많은 인기를 얻었습니다. 현재까지 가장 효율적인 엔진은 왕복 운동을 회전 운동으로 변환하는 것을 기반으로 하며 이는 크랭크축 덕분에 가능합니다.
크랭크 샤프트는 무엇입니까?
아시다시피, 대부분의 고전적인 내연 기관에서(다른 내연 기관의 작동 방식에 대해서는 다음을 참조하십시오. 다른 기사에서) 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 과정이 있다. 실린더 블록에는 커넥팅 로드가 있는 피스톤이 포함되어 있습니다. 공기와 연료의 혼합물이 실린더에 들어가 스파크에 의해 점화되면 많은 에너지가 방출됩니다. 팽창하는 가스는 피스톤을 하사점으로 밀어냅니다.
모든 실린더는 커넥팅 로드에 장착되며, 커넥팅 로드는 크랭크 샤프트 커넥팅 로드 저널에 차례로 부착됩니다. 모든 실린더의 작동 모멘트가 다르기 때문에 크랭크 메커니즘에 균일한 효과가 가해집니다(진동 주파수는 모터의 실린더 수에 따라 다름). 이로 인해 크랭크 샤프트가 계속 회전합니다. 그런 다음 회전 운동은 플라이휠로 전달되고 클러치에서 기어박스와 구동 휠로 전달됩니다.
따라서 크랭크 샤프트는 모든 종류의 움직임을 변환하도록 설계되었습니다. 기어 박스의 입력 샤프트 회전의 청결도는 대칭 및 서로에 대한 크랭크의 정밀하게 보정된 경사각에 의존하기 때문에 이 부분은 항상 매우 정확하게 생성됩니다.
크랭크 샤프트가 만들어지는 재료
크랭크 샤프트의 제조에는 강철 또는 연성 철이 사용됩니다. 그 이유는 부품이 무거운 하중(높은 토크)을 받고 있기 때문입니다. 따라서 이 부분은 강도와 강성이 높아야 합니다.
주철 수정의 제조에는 주조가 사용되며 강철 수정은 단조됩니다. 이상적인 모양을 제공하기 위해 전자 프로그램으로 제어되는 선반이 사용됩니다. 제품이 원하는 모양이 된 후 사포질을 하고 더 강하게 만들기 위해 고온으로 가공합니다.
크랭크 샤프트 구조
크랭크 샤프트는 오일 섬프 바로 위의 엔진 하단에 설치되며 다음으로 구성됩니다.
- 메인 저널-모터 크랭크 케이스의 메인 베어링이 설치된 부분의지지 부분;
- 커넥팅로드 저널-커넥팅로드 정지;
- 뺨-모든 커넥팅로드 저널을 주요 저널과 연결하십시오.
- 발가락-가스 분배 메커니즘 (타이밍) 드라이브의 풀리가 고정되는 크랭크 샤프트의 출력 부분;
- 생크-플라이휠이 부착되어 기어 박스의 기어를 구동하는 샤프트의 반대쪽 부분과 스타터도 연결됩니다.
- 평형 추-피스톤 그룹의 왕복 운동 중에 균형을 유지하고 원심력의 부하를 완화하는 역할을합니다.
주요 저널은 크랭크 샤프트의 축이며 커넥팅로드는 항상 서로 반대 방향으로 교대로 변위됩니다. 베어링에 오일을 공급하기 위해 이러한 요소에 구멍이 만들어집니다.
크랭크 샤프트 크랭크는 두 개의 볼과 하나의 커넥팅로드 저널로 구성된 어셈블리입니다.
이전에는 크랭크의 조립식 수정이 자동차에 설치되었습니다. 오늘날 모든 엔진에는 일체형 크랭크 샤프트가 장착되어 있습니다. 그들은 단조하고 선반을 켜서 고강도 강철로 만들어집니다. 덜 비싼 옵션은 주물을 사용하여 주철로 만듭니다.
다음은 스틸 크랭크 샤프트를 만드는 예입니다.
크랭크축 센서는 무엇을 위한 것입니까?
DPKV는 특정 순간에 크랭크 샤프트의 위치를 결정하는 센서입니다. 이 센서는 항상 전자 점화식 차량에 설치됩니다. 전자식 또는 비접촉식 점화에 대해 자세히 알아보기 여기에.
공기-연료 혼합물이 적시에 실린더에 공급되고 적시에 점화되기 위해서는 각 실린더가 적절한 스트로크를 수행할 때를 결정하는 것이 필요합니다. 센서의 신호는 다양한 전자 차량 제어 시스템에 사용됩니다. 이 부분이 작동하지 않으면 전원 장치를 시작할 수 없습니다.
센서에는 세 가지 유형이 있습니다.
- 유도성(자기). 동기화 포인트가 떨어지는 센서 주위에 자기장이 형성됩니다. 타이밍 태그를 사용하면 전자 제어 장치가 원하는 펄스를 액추에이터에 보낼 수 있습니다.
- 홀 센서. 작동 원리는 비슷하지만 센서의 자기장만 샤프트에 고정된 스크린에 의해 차단됩니다.
- 광학. 톱니 디스크는 또한 전자 장치와 크랭크축의 회전을 동기화하는 데 사용됩니다. 자기장 대신에 LED에서 수신기로 떨어지는 광속이 사용됩니다. ECU로 가는 임펄스는 광속이 차단되는 순간에 형성됩니다.
장치, 작동 원리 및 크랭크축 위치 센서의 오작동에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 별도의 검토에서.
크랭크 축 형상
크랭크 샤프트의 모양은 실린더의 수와 위치, 작동 순서 및 실린더 피스톤 그룹에서 수행하는 스트로크에 따라 다릅니다. 이러한 요인에 따라 크랭크 샤프트는 커넥팅로드 저널의 수가 다를 수 있습니다. 여러 커넥팅로드의 부하가 하나의 목에 작용하는 모터가 있습니다. 이러한 장치의 예는 V 자형 내연 기관입니다.
이 부품은 고속 회전시 진동이 최대한 최소화되도록 제작되어야합니다. 커넥팅로드의 수와 크랭크 샤프트 플레어가 생성되는 순서에 따라 카운터 웨이트를 사용할 수 있지만 이러한 요소 없이도 수정이 가능합니다.
모든 크랭크 샤프트는 두 가지 범주로 나뉩니다.
- 크랭크 샤프트를 완벽하게 지원합니다. 커넥팅로드에 비해 주요 저널 수가 XNUMX 개 증가합니다. 이는 각 커넥팅로드 저널의 측면에 크랭크 메커니즘의 축 역할을하는 지지대가 있기 때문입니다. 이러한 크랭크 축은 제조업체가 엔진 효율에 영향을 미치는 경량 소재를 사용할 수 있기 때문에 가장 일반적으로 사용됩니다.
- 부분 베어링 크랭크 샤프트. 이러한 부분에는 크랭크 저널보다 메인 저널이 적습니다. 이러한 부품은 더 튼튼한 금속으로 만들어져 회전 중에 변형되거나 파손되지 않습니다. 그러나이 디자인은 샤프트 자체의 무게를 증가시킵니다. 기본적으로 이러한 크랭크 샤프트는 지난 세기의 저속 엔진에 사용되었습니다.
전체 지원 수정은 더 가볍고 더 신뢰할 수있는 것으로 입증되었으므로 현대 내연 기관에 사용됩니다.
자동차 엔진에서 크랭크 샤프트는 어떻게 작동합니까?
크랭크 샤프트는 무엇입니까? 그것 없이는 차의 움직임이 불가능합니다. 부품은 자전거 페달의 회전 원리로 작동합니다. 자동차 엔진 만이 더 많은 커넥팅로드를 사용합니다.
크랭크 샤프트는 다음과 같이 작동합니다. 공기-연료 혼합물이 엔진 실린더에서 점화됩니다. 생성 된 에너지는 피스톤을 밖으로 밀어냅니다. 이것은 크랭크 샤프트 크랭크에 연결된 커넥팅로드를 움직이게합니다. 이 부분은 크랭크 축을 중심으로 일정한 회전 운동을합니다.
이때 축의 반대편에 위치한 다른 부품이 반대 방향으로 이동하여 다음 피스톤을 실린더로 내립니다. 이러한 요소의 주기적 움직임은 크랭크 샤프트의 고른 회전으로 이어집니다.
따라서 왕복 운동은 회전 운동으로 변환됩니다. 토크는 타이밍 풀리로 전달됩니다. 모든 엔진 메커니즘의 작동은 워터 펌프, 오일 펌프, 발전기 및 기타 부착물과 같은 크랭크 샤프트의 회전에 따라 다릅니다.
엔진 개조에 따라 크랭크는 12 개에서 XNUMX 개 (실린더 당 XNUMX 개)가 될 수 있습니다.
크랭크 메커니즘의 작동 원리와 다양한 수정 사항에 대한 자세한 내용은 비디오를 참조하십시오.
잠재적 인 크랭크 샤프트 문제 및 솔루션
크랭크 샤프트는 내구성있는 금속으로 만들어졌지만 지속적인 응력으로 인해 고장날 수 있습니다. 이 부품은 피스톤 그룹의 기계적 응력을받습니다 (때로는 한 크랭크의 압력이 XNUMX 톤에이를 수 있음). 또한 모터 작동 중에 내부 온도가 수백도까지 상승합니다.
다음은 크랭크 메커니즘의 구성 부품이 고장난 몇 가지 이유입니다.
크랭크 목의 괴롭힘
커넥팅로드 저널의 마모는이 장치에 고압에서 마찰력이 형성되기 때문에 일반적인 오작동입니다. 이러한 하중의 결과로 금속에 작용이 나타나 베어링의 자유로운 움직임을 방해합니다. 이로 인해 크랭크 샤프트가 고르지 않게 가열되어 나중에 변형 될 수 있습니다.
이 문제를 무시하는 것은 모터의 강한 진동뿐 아니라 메커니즘의 과열로 인해 메커니즘이 파괴되고 연쇄 반응으로 전체 엔진이 손상됩니다.
크랭크 핀을 연마하면 문제가 해결됩니다. 동시에 직경이 감소합니다. 이러한 요소의 크기가 모든 크랭크에서 동일하도록하려면이 절차를 전문 선반에서만 수행해야합니다.
절차 후 부품의 기술적 간격이 커지고 가공 후 형성된 공간을 보완하기 위해 특수 인서트가 설치됩니다.
엔진 크랭크 케이스의 오일 레벨이 낮아서 발작이 발생합니다. 또한 윤활유의 품질은 오작동 발생에 영향을 미칩니다. 오일이 제 시간에 변경되지 않으면 두꺼워 져 오일 펌프가 시스템에 필요한 압력을 생성 할 수 없습니다. 적시에 유지 관리하면 크랭크 메커니즘이 오랫동안 작동 할 수 있습니다.
크랭크 키 컷
크랭크 키를 사용하면 샤프트에서 구동 풀리로 토크를 전달할 수 있습니다. 이 두 요소에는 특수 쐐기가 삽입되는 홈이 있습니다. 재료의 품질이 낮고 부하가 높기 때문에 드물게이 부분을 절단 할 수 있습니다 (예 : 엔진이 걸린 경우).
풀리와 KShM의 홈이 부러지지 않으면이 키를 교체하기 만하면됩니다. 오래된 모터에서는이 절차가 연결의 백래시로 인해 원하는 결과를 얻지 못할 수 있습니다. 따라서 상황에서 벗어나는 유일한 방법은 이러한 부품을 새 부품으로 교체하는 것입니다.
플랜지 구멍 마모
플라이휠을 연결하기위한 여러 구멍이있는 플랜지가 크랭크 샤프트 생크에 부착됩니다. 시간이 지남에 따라 이러한 둥지는 부서 질 수 있습니다. 이러한 결함은 피로 마모로 분류됩니다.
무거운 하중 하에서 메커니즘의 작동 결과로 금속 부품에 미세 균열이 형성되어 조인트에 단일 또는 그룹 함몰이 형성됩니다.
더 큰 볼트 직경의 구멍을 넓혀 오작동을 제거합니다. 이 조작은 플랜지와 플라이휠 모두에서 수행해야합니다.
오일 씰에서 누출
메인 저널에는 두 개의 오일 씰이 설치되어 있습니다 (양쪽에 하나씩). 메인 베어링 아래에서 오일 누출을 방지합니다. 그리스가 타이밍 벨트에 묻 으면 수명이 크게 단축됩니다.
오일 씰 누출은 다음과 같은 이유로 나타날 수 있습니다.
- 크랭크 샤프트의 진동. 이 경우 스터핑 박스 내부가 마모되어 목에 꼭 맞지 않습니다.
- 추위에 긴 가동 중지 시간. 기계가 오랫동안 밖에 서 있으면 오일 씰이 마르고 탄력이 없어집니다. 그리고 서리 때문에 그는 더빙합니다.
- 재료의 품질. 예산 부품은 항상 작업 수명이 짧습니다.
- 설치 오류입니다. 대부분의 기계공은 망치로 설치하고 오일 씰을 샤프트에 부드럽게 밀어 넣습니다. 부품이 더 오래 작동하려면 제조업체는이 절차를 위해 설계된 도구 (베어링 및 씰용 맨드릴)를 사용할 것을 권장합니다.
대부분의 경우 오일 씰은 동시에 마모됩니다. 그러나 하나만 교체해야하는 경우 두 번째도 변경해야합니다.
크랭크 축 센서 오작동
이 전자기 센서는 엔진에 설치되어 분사기와 점화 시스템의 작동을 동기화합니다. 결함이있는 경우 모터를 시작할 수 없습니다.
크랭크 샤프트 센서는 첫 번째 실린더의 사점에서 크랭크의 위치를 감지합니다. 이 매개 변수를 기반으로 차량의 전자 제어 장치는 각 실린더로의 연료 분사 순간과 스파크 공급을 결정합니다. 센서에서 펄스가 수신 될 때까지 스파크가 발생하지 않습니다.
이 센서가 실패하면 교체하여 문제가 해결됩니다. 이 유형의 엔진을 위해 개발 된 모델 만 선택해야합니다. 그렇지 않으면 크랭크 샤프트의 위치 매개 변수가 현실과 일치하지 않으며 내연 기관이 올바르게 작동하지 않습니다.
크랭크 샤프트 서비스
자동차에는 정기 검사, 유지 보수 또는 교체가 필요하지 않은 부품이 없습니다. 크랭크 샤프트도 마찬가지입니다. 이 부품은 지속적으로 무거운 부하를 받기 때문에 마모됩니다(모터에 오일이 부족한 경우 특히 빠르게 발생합니다).
크랭크 샤프트의 상태를 확인하려면 블록에서 제거해야 합니다.
크랭크 샤프트는 다음 순서로 제거됩니다.
- 먼저 오일을 배출해야 합니다.
- 다음으로 자동차에서 모터를 제거해야 모든 요소가 자동차에서 분리됩니다.
- 내연 기관 본체는 팔레트와 함께 뒤집어집니다.
- 크랭크 샤프트 마운트를 분해하는 과정에서 메인 베어링 캡의 위치를 기억해야합니다. 서로 다릅니다.
- 지지대 또는 주 베어링의 덮개가 분해됩니다.
- 후면 O-링이 제거되고 부품이 본체에서 제거됩니다.
- 모든 메인 베어링이 제거됩니다.
다음으로 크랭크 샤프트가 어떤 상태인지 확인합니다.
손상된 크랭크 샤프트의 수리 및 비용
크랭크 샤프트는 수리가 매우 어려운 부품입니다. 그 이유는 이 부품이 무거운 부하에서 높은 rpm으로 작동하기 때문입니다. 따라서 이 부분은 완벽한 기하학을 가져야 합니다. 이것은 고정밀 장비를 통해서만 달성할 수 있습니다.
크랭크샤프트가 흠집 등의 손상으로 인해 연삭되어야 하는 경우 이 작업은 전문 기술자가 특수 장비를 사용하여 수행해야 합니다. 마모 된 크랭크 샤프트를 복원하려면 연삭 외에도 다음이 필요합니다.
- 채널 청소;
- 베어링 교체;
- 열처리;
- 균형.
당연히 이러한 작업은 자격을 갖춘 전문가만 수행할 수 있으며 이를 위해 많은 비용이 소요됩니다(작업은 고가의 장비에서 수행됨). 그러나 이것은 빙산의 일각에 불과합니다. 마스터가 크랭크 샤프트 수리를 시작하기 전에 엔진에서 제거한 다음 제자리에 올바르게 설치해야 합니다. 그리고 이것은 마음의 작업에 대한 추가 낭비입니다.
이 모든 작업의 비용은 마스터의 가격에 따라 다릅니다. 이러한 작업이 수행되는 영역에서 이를 명확히 해야 합니다.
엔진을 완전히 분해 할 때 크랭크 샤프트 만 수리하는 것은 의미가 없으므로이 절차를 내연 기관의 정밀 검사와 즉시 결합하는 것이 좋습니다. 어떤 경우에는 계약 모터 (자동차 후드가 아닌 다른 나라에서 수입)를 구입하여이 국가의 영토를 통과하지 않고 이전 모터 대신 설치하는 것이 더 쉽습니다.
크랭크축 확인 알고리즘:
부품의 상태를 확인하려면 표면과 오일 채널에서 잔류 오일을 제거하기 위해 가솔린으로 세척해야 합니다. 세척 후 부품은 압축기로 세척됩니다.
또한 검사는 다음 순서로 수행됩니다.
- 부품 검사가 수행됩니다. 칩, 긁힘 또는 균열이 없으며 마모 정도도 결정됩니다.
- 모든 오일 통로는 잠재적인 막힘을 식별하기 위해 퍼지 및 퍼지됩니다.
- 커넥팅 로드 저널에 흠집과 긁힌 자국이 있는 경우 해당 부품은 연삭 및 후속 연마 대상입니다.
- 메인 베어링에 손상이 있는 경우 새 베어링으로 교체해야 합니다.
- 플라이휠의 육안 검사가 수행됩니다. 기계적 손상이 있는 경우 부품이 변경됩니다.
- 발가락에 장착된 베어링을 검사합니다. 결함이 있는 경우 부품을 밀어내고 새 부품을 밀어 넣습니다.
- 캠축 커버의 오일 씰이 점검됩니다. 자동차의 주행 거리가 높으면 오일 씰을 교체해야합니다.
- 크랭크 샤프트 후면의 씰을 교체하는 중입니다.
- 모든 고무 씰을 점검하고 필요한 경우 교체합니다.
검사 및 적절한 유지보수 후 부품은 제자리로 돌아가고 모터는 역순으로 조립됩니다. 절차를 완료한 후에는 크랭크축이 많은 힘을 들이거나 경련을 일으키지 않고 부드럽게 회전해야 합니다.
크랭크 샤프트 연삭
크랭크 샤프트의 재질에 관계없이 조만간 작업이 형성됩니다. 마모의 초기 단계에서 부품의 수명을 연장하기 위해 연마됩니다. 크랭크샤프트는 완벽한 형태를 갖춰야 하는 부품이기 때문에 그라인딩과 폴리싱 공정은 이해와 경험이 풍부한 터너가 진행해야 합니다.
그는 모든 일을 스스로 할 것입니다. 수리 커넥팅로드 베어링 (공장 것보다 두껍음) 구매 만 자동차 소유자에게 달려 있습니다. 수리 부품은 두께가 다르며 크기는 1,2이 있습니다. 크랭크 샤프트가 연마 된 횟수 또는 마모 정도에 따라 해당 부품을 구입합니다.
DPKV 기능 및 오작동 진단에 대한 자세한 내용은 비디오를 참조하십시오.
관련 동영상
또한 크랭크 샤프트가 복원되는 방법에 대한 비디오를 시청하십시오.
질의 응답 :
크랭크 샤프트는 어디에 있습니까? 이 부품은 실린더 블록 아래의 엔진 하우징에 있습니다. 반대쪽에 피스톤이있는 커넥팅로드가 크랭크 메커니즘의 목에 부착됩니다.
크랭크 샤프트의 다른 이름은 무엇입니까? 크랭크 샤프트는 약칭입니다. 부품의 전체 이름은 크랭크 샤프트입니다. 그것은 복잡한 모양을 가지고 있으며, 그 필수 요소는 소위 무릎입니다. 다른 이름은 무릎입니다.
크랭크 샤프트를 구동하는 것은 무엇입니까? 크랭크 샤프트는 토크가 전달되는 플라이휠에 연결됩니다. 이 부분은 왕복 운동을 회전 운동으로 변환하도록 설계되었습니다. 크랭크 샤프트는 피스톤의 교대 작동에 의해 구동됩니다. 공기/연료 혼합물은 실린더에서 점화되어 크랭크축 크랭크에 연결된 피스톤을 변위시킵니다. 인접한 실린더에서 동일한 프로세스가 발생하기 때문에 크랭크 샤프트가 회전하기 시작합니다.
