크랭크축 - 피스톤 엔진의 기초

물론 모두가 크랭크축에 대해 들어본 적이 있을 것입니다. 그러나 아마도 모든 운전자가 그것이 무엇이며 그것이 무엇인지 명확하게 이해하는 것은 아닙니다. 그리고 일부는 그것이 어떻게 생겼고 어디에 있는지조차 모릅니다. 한편, 이것은 피스톤 내연 기관(ICE)의 정상적인 작동이 불가능한 가장 중요한 부분입니다. 

이 부품은 다소 무겁고 비싸며 교체가 매우 번거로운 작업입니다. 따라서 엔지니어는 크랭크 샤프트 없이도 할 수있는 대체 경량 내연 기관을 만드는 것을 멈추지 않습니다. 그러나 예를 들어 Frolov 엔진과 같은 기존 옵션은 여전히 ​​원시적이므로 이러한 장치의 실제 사용에 대해 이야기하기에는 너무 이릅니다.

예약

크랭크축은 내연 기관의 키 어셈블리인 크랭크 메커니즘(KShM)의 필수적인 부분입니다. 이 메커니즘에는 커넥팅로드와 실린더 피스톤 그룹의 부품도 포함됩니다. 

공기-연료 혼합물이 엔진 실린더에서 연소될 때 고도로 압축된 가스가 형성되어 파워 행정 단계에서 피스톤을 하사점으로 밀어냅니다. 

커넥팅 로드는 피스톤 핀의 도움으로 한쪽 끝이 피스톤에 연결되고 다른 쪽 끝은 크랭크축의 커넥팅 로드 저널에 연결됩니다. 목과의 연결 가능성은 캡이라고하는 커넥팅로드의 탈착식 부분에 의해 제공됩니다. 커넥팅 로드 저널은 샤프트의 세로축에 대해 오프셋되어 있기 때문에 커넥팅 로드가 밀어내면 샤프트가 회전합니다. 발로 자전거 페달을 돌리는 것과 비슷한 것이 밝혀졌습니다. 따라서 피스톤의 왕복 운동이 크랭크축의 회전으로 변환됩니다. 

크랭크 샤프트의 한쪽 끝-생크-플라이휠이 장착되어 눌려집니다. 이를 통해 토크는 기어 박스의 입력 샤프트로 전달된 다음 변속기를 통해 휠로 전달됩니다. 또한 관성으로 인해 거대한 플라이휠은 피스톤의 작동 스트로크 사이의 간격에서 크랭크 샤프트의 균일한 회전을 보장합니다. 

샤프트의 다른 쪽 끝-토우라고 함-그들은 회전이 캠축으로 전달되는 기어를 배치하고 차례로 가스 분배 메커니즘의 작동을 제어합니다. 많은 경우 동일한 드라이브가 워터 펌프도 시작합니다. 여기에는 일반적으로 파워 스티어링 펌프 (), 발전기, 에어컨과 같은 보조 장치 구동용 풀리가 있습니다. 

디자인

각각의 특정 크랭크축에는 자체 설계 기능이 있을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 모든 사람에게 공통적인 요소는 구별할 수 있습니다.

샤프트의 주 세로 축에 있는 섹션을 주 저널(10)이라고 합니다. 크랭크축은 엔진 크랭크케이스에 설치될 때 그 위에 놓입니다. 장착에는 플레인 베어링(인서트)이 사용됩니다.

커넥팅 로드 저널(6)은 주축과 평행하지만 상대적으로 오프셋됩니다. 기본 저널의 회전은 기본 축을 따라 엄격하게 발생하지만 크랭크 저널은 원을 그리며 움직입니다. 이것은 부품의 이름을 얻은 덕분에 동일한 무릎입니다. 그들은 커넥팅로드를 연결하는 역할을하며이를 통해 피스톤의 왕복 운동을받습니다. 여기에도 플레인 베어링이 사용됩니다. 커넥팅로드 저널의 수는 엔진의 실린더 수와 같습니다. V자형 모터에서는 두 개의 커넥팅 로드가 하나의 메인 저널에 놓이는 경우가 많습니다.

크랭크핀의 회전으로 인해 발생하는 원심력을 보상하기 위해 항상 그런 것은 아니지만 대부분의 경우 균형추(4 및 9)가 있습니다. 그들은 목의 양쪽 또는 한쪽에만 위치할 수 있습니다. 카운터웨이트가 있으면 샤프트가 변형되어 엔진이 잘못 작동하는 것을 방지할 수 있습니다. 크랭크 샤프트의 구부러짐으로 인해 걸림이 발생하는 경우가 자주 있습니다.

소위 치크(5)는 메인 및 커넥팅 로드 저널을 연결합니다. 또한 추가 균형추 역할도 합니다. 뺨의 높이가 높을수록 커넥팅로드 저널이 주축에서 멀어 지므로 토크는 높아지지만 엔진이 개발할 수있는 최대 속도는 낮아집니다.

플라이휠이 부착된 크랭크샤프트 섕크에는 플랜지(7)가 있습니다.

반대쪽 끝에는 캠축 구동 기어(타이밍 벨트)용 시트(2)가 있습니다.

경우에 따라 크랭크 샤프트의 한쪽 끝에 보조 장치를 구동하기 위한 기성 기어가 있습니다.

크랭크축은 커버로 위에서 고정되는 메인 베어링을 사용하여 시트 표면의 엔진 크랭크케이스에 장착됩니다. 메인 저널 근처의 스러스트 링은 샤프트가 축을 따라 이동하는 것을 허용하지 않습니다. 크랭크 케이스 샤프트의 토우와 생크 측면에는 오일 씰이 있습니다. 

메인 및 커넥팅로드 저널에 윤활유를 공급하기 위해 특수 오일 구멍이 있습니다. 이 채널을 통해 소위 라이너(슬라이딩 베어링)가 윤활되어 목에 배치됩니다.

생산

크랭크 샤프트 제조에는 마그네슘이 첨가된 고강도 강종과 특수 유형의 주철이 사용됩니다. 스틸 샤프트는 일반적으로 스탬핑(단조) 후 열 및 기계 처리를 통해 생산됩니다. 윤활유 공급을 보장하기 위해 특수 오일 채널을 뚫습니다. 생산의 최종 단계에서 부품은 회전 중에 발생하는 원심 모멘트를 보상하기 위해 동적으로 균형을 잡습니다. 샤프트가 균형을 이루므로 회전 중에 진동과 박동이 배제됩니다.

주철 제품은 고정밀 주조로 만들어집니다. 주철 샤프트는 더 저렴하며 이 생산 방법을 사용하면 구멍과 내부 캐비티를 더 쉽게 만들 수 있습니다.

경우에 따라 크랭크 샤프트는 접을 수있는 디자인을 가질 수 있으며 여러 부품으로 구성 될 수 있지만 이러한 부품은 오토바이를 제외하고는 실제로 자동차 산업에서 사용되지 않습니다. 

크랭크 샤프트에 어떤 문제가 발생할 수 있습니까?

크랭크축은 자동차에서 가장 스트레스를 많이 받는 부분 중 하나입니다. 부하는 본질적으로 주로 기계적 및 열적입니다. 또한 배기 가스와 같은 공격적인 물질은 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 크랭크 샤프트를 만드는 금속의 강도가 높음에도 불구하고 자연적으로 마모됩니다. 

마모 증가는 높은 엔진 속도 남용, 부적절한 윤활유 사용 및 일반적으로 기술 작동 규칙 무시로 인해 촉진됩니다.

라이너(특히 메인 베어링), 커넥팅 로드 및 메인 저널이 마모됩니다. 축에서 벗어난 샤프트를 구부릴 수 있습니다. 그리고 여기의 공차가 매우 작기 때문에 약간의 변형이라도 크랭크 샤프트 걸림까지 동력 장치의 정상적인 작동을 방해할 수 있습니다. 

라이너와 관련된 문제(목에 "고착"되고 목이 긁힘)는 모든 크랭크축 오작동의 가장 큰 부분을 차지합니다. 대부분 오일 부족으로 발생합니다. 우선, 이러한 경우 윤활 시스템 (오일 펌프, 필터)을 확인하고 오일을 교체해야합니다.

크랭크축 진동은 일반적으로 균형 불량으로 인해 발생합니다. 또 다른 가능한 원인은 실린더 내 혼합물의 불균일한 연소일 수 있습니다.

때로는 균열이 나타날 수 있으며 필연적으로 샤프트가 파괴됩니다. 이것은 매우 드문 공장 결함뿐만 아니라 금속의 누적 응력 또는 불균형으로 인해 발생할 수 있습니다. 크랙의 원인은 맞물리는 부품의 충격일 가능성이 높습니다. 금이 간 샤프트는 수리할 수 없습니다.

크랭크축을 교체하거나 수리하기 전에 이 모든 사항을 고려해야 합니다. 문제의 원인을 찾아 제거하지 않으면 가까운 장래에 모든 것이 다시 반복되어야 합니다.

선택, 교체, 수리

크랭크축을 얻으려면 모터를 분해해야 합니다. 그런 다음 메인 베어링 캡과 커넥팅 로드, 플라이휠 및 스러스트 링이 제거됩니다. 그런 다음 크랭크 샤프트를 제거하고 문제 해결을 수행합니다. 부품이 이전에 수리되었고 모든 수리 치수가 이미 선택된 경우 부품을 교체해야 합니다. 마모 정도가 허용되면 오일 구멍에 특히주의하면서 샤프트를 청소 한 다음 수리를 진행하십시오.

적합한 수리 크기로 연삭하여 목 표면의 마모를 제거합니다. 이 프로세스는 언뜻보기에 단순하지 않으며 특수 장비와 마스터의 적절한 자격이 필요합니다.

이러한 가공 후 부품에 필수 재동적 균형 조정이 적용되지만 크랭크샤프트 수리는 연삭으로만 제한되는 경우가 많습니다. 결과적으로 이러한 수리 후 불균형 샤프트가 진동하고 시트가 파손되는 동안 씰이 느슨해집니다. 궁극적으로 과도한 연료 소비, 출력 저하 및 특정 모드에서 장치의 불안정한 작동으로 이어지는 다른 문제가 발생할 수 있습니다. 

구부러진 샤프트를 곧게 펴는 것은 드문 일이 아니지만 전문가들은 이 작업을 꺼려합니다. 곧게 펴고 균형을 잡는 것은 매우 힘들고 비용이 많이 드는 과정입니다. 또한 크랭크축을 편집하면 파손 위험이 있습니다. 따라서 대부분의 경우 변형된 크랭크축을 새 것으로 교체하는 것이 더 쉽고 저렴합니다.

교체할 때 정확히 동일한 부품 또는 허용 가능한 아날로그를 설치해야 합니다. 그렇지 않으면 새로운 문제를 피할 수 없습니다.

중고 크랭크 샤프트를 싸게 구입하는 것은 결국 어떻게 될지 아무도 모르는 찌르는 돼지의 일종입니다. 기껏해야 다소 낡았고 최악의 경우 눈에 띄지 않는 결함이 있습니다.

신뢰할 수 있는 판매자로부터 새 제품을 구입하면 품질을 확신할 수 있습니다. 중국 온라인 상점에서는 합리적인 가격으로 자동차의 다양한 기타 부품을 제공할 수 있습니다.

새 크랭크 샤프트를 설치할 때 커넥팅로드와 메인 베어링, 오일 씰을 반드시 교체하십시오.

크랭크축을 교체한 후 엔진은 부드러운 모드에서 급격한 속도 변화 없이 XNUMX~XNUMXkm를 주행해야 합니다.