Какая деталь соединяет коленвал двигателя с поршнем

Какая деталь соединяет коленвал двигателя с поршнем

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) двигателя преобразует возвратно-поступательное движение поршней (от энергии сгорания топливной смеси) во вращательное движение коленчатого вала и наоборот. Это сложный механизм является основой ДВС.

Составные части КШМ можно разделить на две группы:

Подвижные части КШМ:

Неподвижные части КШМ:

Расположение и число цилиндров

На сегодняшний день существуют следующие схемы расположения цилиндров:

• рядное положение — как правило 3,4,5,6 цилиндров.
• V-образно положение под углом 90° — как правило 4,6,8,10,12 цилиндров
• VR-образное положение под меньшим углом — как правило 5,6 цилиндров
• оппозитное положение (поршни двигаются навстречу друг другу с разных сторон) — как правило 4,6 цилиндров
• W-образное положение — как правило 8,12 цилиндров

В цилиндрах двигателя происходит движение поршней. От хода поршня и его длины зависит их размер. Цилиндры работают в условиях меняющегося давления и высоких температур. Цилиндры(блок цилиндров) изготавливаются из легированного чугуна, стали или алюминиевых сплавов. Внешнюю рабочую поверхность называют зеркалом. Ее покрывают хромом и полируют до зеркальной поверхности или используют иные методы покрытия и обрадотки, чтобы максимально снизить трение в условиях ограниченной смазки. Цилиндры отливаются вместе с блоком (цельные) или изготавливаются в виде съемных гильз.

Поршень

Движение поршня в цилиндре происходит в результате сгорания топливовоздушной смеси. Возникает давление, которое воздействует на днище поршня. В разных типах двигателей оно может отличаться по своей форме. В бензиновых изначально днище было плоским, затем стали применять вогнутые конструкции с проточками под клапаны. В дизельных моторах в камере сгорания сжимается изначально не топливо, а воздух. Поэтому днище поршня имеет также вогнутую форму, которая и образует камеру сгорания.
Остальная часть поршня называется юбкой. Это своего рода направляющая, которая движется в цилиндре. Нижняя часть поршня или юбки сделана так, чтобы она не соприкасалась с шатуном во время его движения.
На боковой поверхности поршней выполнены канавки или проточки под поршневые кольца. Сверху располагаются два или три компрессионных кольца. Они необходимы для создания компрессии, то есть препятствуют проникновению газов между стенками цилиндра и поршнем. Кольца прижимаются к зеркалу, уменьшая зазор. Снизу расположен паз под маслосъёмное кольцо. Оно необходимо для снятия излишков масла со стенок цилиндра, чтобы то не проникало в камеру сгорания. Поршневые кольца, особенно компрессионные, работают при постоянных нагрузках и высокой температуре. Для их изготовления применяется высокопрочные материалы типа легированного чугуна, который покрывают пористым хромом.

Поршневой палец и шатун

Шатун крепится к поршню при помощи поршневого пальца. Он представляет собой цельную или полую деталь цилиндрической формы. Палец устанавливается в отверстие в поршне и в верхней головке шатуна. Существуют два типа крепления пальца: с фиксированной посадкой; с плавающей посадкой. Наиболее распространен так называемый «плавающий палец». Для его фиксации используются стопорные кольца. Фиксированный палец устанавливается с натягом. Как правило, используется тепловая посадка.
Шатун, в свою очередь, соединяет коленчатый вал и поршень и создает вращательные движения. При этом возвратно-поступательные движения шатуна описывают восьмерку. Он состоит из нескольких элементов: стержня или основы; поршневой головки (верхней); кривошипной головки (нижней). Для уменьшения трения и смазки соприкасающихся деталей в поршневой головке запрессовывается бронзовая втулка. Кривошипная головка выполнена разборной, чтобы обеспечить возможность сборки механизма. Детали точно подогнаны друг к другу и крепятся с помощью болтов и контргаек. Чтобы уменьшить трение, устанавливаются шатунные подшипники скольжения. Они выполнены в форме двух стальных вкладышей с замками. По масляным канавкам осуществляется подвод масла. Подшипники с высокой точностью подогнаны под размер соединения.

Коленчатый вал

Коленчатый вал является сложной по устройству и изготовлению деталью. Он принимает на себя крутящий момент, давление и другие нагрузки, поэтому выполнен из высокопрочной стали или чугуна. Коленвал передает вращение от поршней на трансмиссию и другие элементы автомобиля (например, приводной шкив).
Коленчатый вал состоит из нескольких основных элементов: коренные шейки; шатунные шейки; противовесы; щеки; хвостовик; фланец маховика. Конструкция коленвала во многом будет зависеть от количества цилиндров в двигателе. В простом рядном четырехцилиндровом двигателе на коленчатом валу имеются четыре шатунных шейки, на которых устанавливаются шатуны с поршнями. Пять коренных шеек расположены по центральной оси вала. Они устанавливаются в опоры блока цилиндров или картера на подшипники скольжения (вкладыши). Сверху коренные шейки закрываются крышками на болтах. Соединение образует П-образную форму.
Коренные и шатунные шейки соединены так называемыми щеками. Противовесы обеспечивают гашение излишних колебаний и обеспечивают равномерное движение коленчатого вала.
Шейки коленвала термически обработаны и отполированы, что обеспечивает высокую прочность и точность посадки. Коленчатый вал также имеет очень точную балансировку и центровку для равномерного распределения всех действующих на него сил. В районе центральной коренной шейки, по бокам от опоры, устанавливаются упорные полукольца. Они необходимы для компенсации осевых перемещений. На хвостовик коленвала крепятся шестерни (звездочки) привода ГРМ, а также приводной шкив навесного оборудования двигателя.

Маховик

На задней части вала имеется фланец, к которому крепится маховик. Это чугунная деталь, представляющая собой массивный диск. Благодаря своей массе маховик создает необходимую инерцию для работы КШМ, а также обеспечивает равномерную передачу крутящего момента на трансмиссию. На ободе маховика выполнен зубчатый венец для соединения с шестерней стартера. Именно маховик раскручивает коленвал и приводит в движение поршни в момент запуска двигателя.

При написании статьи использовались материалы портала ТехАвтоПорт

Кривошипно-шатунный механизм

Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.

Тест «Кривошипно-шатунный механизм» для проверки знаний студентов по профессии 23.01.03 Автомеханик, 1 курс. Тестирование — это более мягкий инструмент, они ставят всех обучающихся в равные условия, используя единую процедуру и единые критерии оценки, что приводит к снижению предэкзаменационных нервных напряжений.

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Какие детали КШМ относятся к неподвижной группе?

Варианты ответов

• блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, маховик
• блок цилиндров, картер, крышка блок-картера. коленвал, гильза цилиндров
• блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, гильза цилиндров, прокладка блок-картера

Вопрос 2

Из каких материалов изготавливают блок-картер современного двигателя?

Варианты ответов

• из легированной стали
• из бронзы или латуни
• из чугуна или алюминиевых сплавов

Вопрос 3

Чем закрывается блок-картер двигателя сверху и снизу?

Варианты ответов

• сверху и снизу специальными кожухами
• сверху крышкой цилиндров, снизу кожухом маховика
• сверху крышкой цилиндров, снизу поддоном картера

Вопрос 4

Как закрывается блок цилиндров на двигателе КамАЗ-740 сверху?

Варианты ответов

• двумя головками из чугуна
• каждый цилиндр отдельной головкой из алюминиевого сплава
• двумя головками из алюминиевого сплава

Вопрос 5

Какие детали КШМ относятся к подвижной группе?

Варианты ответов

• коленвал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, коренные подшипники
• коленвал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, шатунные подшипники
• коленвал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, поддон картера

Вопрос 6

Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе?

Варианты ответов

• блок-картер
• гильза цилиндра
• коленвал

Вопрос 7

Что называется зеркалом цилиндра?

Варианты ответов

• установочные пояски гильзы
• внутреннюю поверхность гильзы цилиндров
• наружную поверхность гильзы цилиндров

Вопрос 8

Что означает выражение: «На двигателе установлены мокрые гильзы?»

Варианты ответов

• гильза, внутренняя поверхность которой смазывается маслом
• гильза, наружная поверхность которой омывается охлаждающей жидкостью
• гильза, которая охлаждается воздухом

Вопрос 9

Что такое камера сгорания?

Варианты ответов

• объем между днищем поршня и головкой цилиндра, когда поршень находится в ВМТ
• весь объем расположенный под поршнем
• объем в котором происходят рабочие процессы двигателя

Вопрос 10

Сколько головок цилиндров имеет двигатель ЗИЛ-508?

Варианты ответов

• 8 головок
• 4 головки
• 2 головки

Вопрос 11

Как затягивают болты или шпильки крепления головок цилиндров?

Варианты ответов

• в такой последовательности как работает двигатель с применением удлинителя ключа
• затяжку проводят прилагая к ключу как можно большее усилие
• затяжку проводят равномерно в определенной последовательности в 2-3 приема, с определенным усилием

Вопрос 12

Почему головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку?

Варианты ответов

• для удобства установки компрессионных и маслосъемных колец
• для равномерного распределения давления газов на поршень
• для предотвращения заклинивания поршня при нагреве его во время работы

Вопрос 13

Из какого материала изготавливают поршни?

Варианты ответов

• из бронзового сплава
• из алюминиевого сплава
• из титана

Вопрос 14

Каким способом фиксируется поршневой палец в поршне?

Варианты ответов

• стопорными кольцами
• стопорными штифтами
• установочными болтами

Вопрос 15

По назначению поршневые кольца делятся на

Варианты ответов

• уплотнительные и маслосъемные
• компрессионные и уплотнительные
• компрессионные и маслосъемные

Вопрос 16

Какое компрессионное кольцо работает в самых тяжелых условиях?

Варианты ответов

• верхнее
• нижнее
• среднее

Вопрос 17

Какая деталь соединяет коленвал двигателя с поршнем?

Варианты ответов

• поршневой палец
• шатун
• шатунный подшипник

Вопрос 18

Сколько шатунов крепится на 1 шатунной шейке коленвала 8-ми цилиндрового V -образного двигателя?

Варианты ответов

Вопрос 19

Рядный четырехцилиндровый двигатель имеет коленвал на котором

Варианты ответов

• 4 коренных и 4 шатунных шеек
• 5 коренных и 4 шатунных шеек
• 4 коренных и 5 шатунных шеек
• 5 коренных и 5 шатунных шеек

Вопрос 20

Для чего предназначена нижняя головка шатуна с крышкой?

Варианты ответов

• для соединения шатуна с поршнем
• для соединения шатуна с коленчатым валом
• для соединения шатуна с поршневым пальцем

Кривошипно-шатунный механизм: назначение, устройство, принцип работы

Назначение кривошипно-шатунного механизма (КШМ) состоит в преобразовании возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. Цилиндро-поршневая группа двигателя (силовая часть) в процессе работы ДВС вырабатывает поступательное движение, а для обеспечения движения автомобиля требуется равномерное вращательное движение. Для преобразования одного типа движения в другой с минимально возможными потерями используется кривошипно-шатунный механизм. КШМ получает и преобразовывает энергию для передачи другим узлам для дальнейшего использования.

Устройство

КШМ состоит из элементов, которые относятся к подвижной (непосредственно выполняющие работу) или неподвижной группе деталей.

Подвижная группа

В состав подвижной (рабочей) группы деталей КШМ входят:

• Поршень ― элемент, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе цилиндра под воздействием силы при сгорании воздушно-топливной смеси (выталкивание) или поворота коленчатого вала (возврат). Уплотнение зазора между поршнем и цилиндром на боковой поверхности элемента предусмотрены компрессионные и маслосъемные поршневые кольца. Кольца герметизируют зазор и минимизируют потерю мощности при сгорании топлива.

• Шатун ― соединительный элемент между поршнем и коленчатым валом. При помощи пальца шатун верхней головкой крепится к поршню. Наличие съемной части на нижней головке позволяет надевать шатун на шейку коленвала. В конструкции предусмотрены подшипники скольжения (шатунные вкладыши) в виде двух изогнутых полукругом пластин. Вкладыши служат для уменьшения трения между головкой шатуна и шейкой коленвала.

• Коленчатый вал ― центральная часть двигателя. Ось вращения коленвала служит его опорой в блоке цилиндров, одновременно являясь основной частью коленвала. Элементы детали, выступающие за ось вращения, предназначены для присоединения к шатунам. При движении шатуна вниз коленвал дает ему возможность нижней частью описывать окружность с одновременно с движением поршня. Опорные шейки коленвала лежат на подшипниках скольжения (вкладышах), как и шатуны.

• Маховик ― элемент, закрепленный к фланцу на торцевой стороне коленвала. Предназначен для раскручивания коленвала (и всей цилиндро-поршневой группы) для предотвращения остановки поршней в «мертвой точке», а также для частичного демпфирования неизбежных в любом двигателе рывковых нагрузок благодаря вращению маховика с валом двигателя. Двигатель расходует часть своей мощности на поддержку вращения маховика.

Неподвижная группа

В состав неподвижной группы входят элементы внешней части двигателя, в которой расположен кривошипно-шатунный механизм:

• Блок цилиндров (БЦ) ― базовая деталь ДВС с расположенными внутри цилиндрами, каналами системы охлаждения, посадочными местами распределительного и коленчатого валов. Сегодня производители отдают предпочтение сплавам алюминия для облегчения веса конструкции, хотя может использоваться и чугун. Избежать потери прочности конструкции позволяют ребра жесткости на алюминиевом блоке цилиндров. Такие ребра предусматривают вместо сплошного литья блока цилиндров. На боковых сторонах БЦ располагаются посадочные места для вспомогательных механизмов ДВС.

• Головка блока цилиндров (ГБЦ) ― элемент, закрывающий блок цилиндров сверху. В головке блока предусмотрены отверстия для клапанов, впускного и выпускного коллекторов, крепления распределительного вала (в зависимости от конструкции одного или больше), крепления для других элементов ДВС. Для герметизации стыка между блоком цилиндров и головкой предусмотрена прокладка (пластина). В ГБЦ предусмотрены отверстия для крепежных болтов. Сверху головки блока устанавливается клапанная крышка. Крышкой закрывают ГБЦ после сборки и установки двигателя, готового к запуску. С помощью прокладки клапанной крышки (тонкой пластины) герметизируют стык между крышкой и ГБЦ.

Принцип работы

При сгорании воздушно-топливной смеси образуется энергия расширения в виде микровзрывов. Эту энергию механизмы двигателя преобразовывают во вращательное движение, заставляющее автомобиль двигаться.

Принцип работы КШМ можно описать так:

• В цилиндры двигателя поступает смесь топлива и воздуха, где под давлением мгновенно сгорает (микровзрыв). Образующуюся при этом энергия сгорания заставляет двигаться поршень вниз.
• Происходит прямолинейное и резкое движение поршня из верхней точки в момент начала горения топливной смеси в нижнюю.
• Поршень толкает шатун, одетый на шейку коленвала. Соединение шатуна с поршнем и коленчатым валом предусмотрено в одной плоскости. Поршень благодаря подвижному соединению передает импульс через шатун на коленвал. Передача импульса происходит по касательной, заставляя вал делать поворот.
• Возвратно-поступательное движение всех поршней трансформируется во вращение коленчатого вала.
• Маховик добавляет импульс вращению при нахождении поршня в «мертвой точке».

Для запуска двигателя необходима предварительная раскрутка маховика. С этой задачей справляется сцепленный с зубчатым венцом маховика стартер. Происходит раскрутка маховика до момента запуска двигателя.

Для обеспечения работы кривошипно-шатунного механизма необходимы другие детали и узлы двигателя, включая клапаны, распределительные валы, толкатели, системы смазки и охлаждения, газораспределительный механизм.

Устройство кривошипно-шатунного механизма

Основной задачей двигателей внутреннего сгорания, использующиеся на всевозможной технике, является преобразование энергии, которая выделяется при сжигании определенных веществ, в случае с ДВС – это топливо на основе нефтепродуктов или спиртов и воздуха, необходимого для горения.

Преобразование энергии производится в механическое действие – вращение вала. Далее уже это вращение передается дальше, для выполнения полезного действия.

Однако реализация всего этого процесса не такая уж и простая. Нужно организовать правильно преобразование выделяемой энергии, обеспечить подачу топлива в камеры, где производиться сжигание топливной смеси для выделения энергии, отвод продуктов горения. И это не считая того, что тепло, выделяемое при сгорании нужно куда-то отводить, нужно убрать трение между подвижными элементами. В общем, процесс преобразования энергии сложен.

Поэтому ДВС – устройство довольно сложное, состоящее из значительного количества механизмов, выполняющих определенные функции. Что же касается преобразования энергии, то выполняет его механизм, называющийся кривошипно-шатунным. В целом, все остальные составные части силовой установки лишь обеспечивают условия для преобразования и обеспечивают максимально возможный выход КПД.

Принцип действия кривошипно-шатунного механизма

Основная же задача лежит на этом механизме, ведь он преобразовывает возвратно-поступательное перемещение поршня во вращение коленчатого вала, того вала, от движения которого и производится полезное действие.

Чтобы было более понятно, в двигателе есть цилиндро-поршневая группа, состоящая из гильз и поршней. Сверху гильза закрыта головкой, а внутри ее помещен поршень. Закрытая полость гильзы и является пространством, где производится сгорание топливной смеси.

При сгорании объем горючей смеси значительно возрастает, а поскольку стенки гильзы и головка являются неподвижными, то увеличение объема воздействует на единственный подвижный элемент этой схемы – поршень. То есть поршень воспринимает на себя давление газов, выделенных при сгорании, и от этого смещается вниз. Это и является первой ступенью преобразования – сгорание привело к движению поршня, то есть химический процесс перешел в механический.

И вот далее уже в действие вступает кривошипно-шатунный механизм. Поршень связан с кривошипом вала посредством шатуна. Данное соединение является жестким, но подвижным. Сам поршень закреплен на шатуне посредством пальца, что позволяет легко шатуну менять положение относительно поршня.

Шатун же своей нижней частью охватывает шейку кривошипа, которая имеет цилиндрическую форму. Это позволяет менять угол между поршнем и шатуном, а также шатуном и кривошипом вала, но при этом смещаться шатун вбок не может. Относительно поршня он только меняет угол, а на шейке кривошипа он вращается.

Поскольку соединение жесткое, то расстояние между шейкой кривошипа и самим поршнем не изменяется. Но кривошип имеет П-образную форму, поэтому относительно оси коленвала, на которой размещен этот кривошип, расстояние между поршнем и самим валом меняется.

За счет применения кривошипов и удалось организовать преобразование перемещения поршня во вращение вала.

Но это схема взаимодействия только цилиндро-поршневой группы с кривошипно-шатунным механизмом.

На деле же все значительно сложнее, ведь имеются взаимодействия между элементами этих составляющих, причем механические, а это значит, что в местах контакта этих элементов будет возникать трение, которое нужно по максимуму снизить. Также следует учитывать, что один кривошип неспособен взаимодействовать с большим количеством шатунов, а ведь двигатели создаются и с большим количеством цилиндров – до 16. При этом нужно же и обеспечить передачу вращательного движения дальше. Поэтому рассмотрим, из чего состоит цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) и кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

Начнем с ЦПГ. Основными в ней являются гильзы и поршни. Сюда же входят и кольца с пальцами.

Гильза

Гильзы существуют двух типов – сделанные непосредственно в блоке и являющиеся их частью, и съемные. Что касается выполненных в блоке, то представляют они собой цилиндрические углубления в нем нужной высоты и диаметра.

Съемные же имеют тоже цилиндрическую форму, но с торцов они открыты. Зачастую для надежной посадки в свое посадочное место в блоке, в верхней части ее имеется небольшой отлив, обеспечивающий это. В нижней же части для плотности используются резиновые кольца, установленные в проточные канавки на гильзе.

Внутренняя поверхность гильзы называется зеркалом, потому что она имеет высокую степень обработки, чтобы обеспечить минимально возможное трение между поршнем и зеркалом.

В двухтактных двигателях в гильзе проделываются на определенном уровне несколько отверстий, которые называются окнами. В классической схеме ДВС используется три окна – для впуска, выпуска и перепуска топливной смеси и отработанных продуктов. В оппозитных же установках типа ОРОС, которые тоже являются двухтактными, надобности в перепускном окне нет.

Поршень

Поршень принимает на себя энергию, выделяемую при сгорании, и за счет своего перемещения преобразовывает ее в механическое действие. Состоит он из днища, юбки и бобышек для установки пальца.

Именно днищем поршень и воспринимает энергию. Поверхность днища в бензиновых моторах изначально была ровной, позже на ней стали делать углубления для клапанов, предотвращающих столкновение последних с поршнями.

В дизельных же моторах, где смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре, и составляющие смеси туда подаются по отдельности, в днищах поршня выполнена камера сгорания – углубления особой формы, обеспечивающие более лучшее смешивание компонентов смеси.

В инжекторных бензиновых двигателях тоже стали применять камеры сгорания, поскольку в них тоже составные части смеси подаются по отдельности.

Юбка является лишь его направляющей в гильзе. При этом нижняя часть ее имеет особую форму, чтобы исключить возможность соприкосновения юбки с шатуном.

Чтобы исключить просачивание продуктов горения в подпоршневое пространство используются поршневые кольца. Они подразделяются на компрессионные и маслосъемные.

В задачу компрессионных входит исключение появления зазора между поршнем и зеркалом, тем самым сохраняется давление в надпоршневом пространстве, которое тоже участвует в процессе.

Если бы компрессионных колец не было, трение между разными металлами, из которых изготавливаются поршень и гильза было бы очень высоким, при этом износ поршня происходил бы очень быстро.

В двухтактных двигателях маслосъемные кольца не применяются, поскольку смазка зеркала производиться маслом, которое добавляется в топливо.

В четырехтактных смазка производится отдельной системой, поэтому чтобы исключить перерасход масла используются маслосъемные кольца, снимающие излишки его с зеркала, и сбрасывая в поддон. Все кольца размещаются в канавках, проделанных в поршне.

Бобышки – отверстия в поршне, куда вставляется палец. Имеют отливы с внутренней части поршня для увеличения жесткости конструкции.

Палец представляет собой трубку значительной толщины с высокоточной обработкой внешней поверхности. Часто, чтобы палец не вышел за пределы поршня во время работы и не повредил зеркало гильзы, он стопориться кольцами, размещающимися в канавках, проделанных в бобышках.

Это конструкция ЦПГ. Теперь рассмотрим устройство кривошипно-шатунного механизма.

Шатун

Итак, состоит он из шатуна, коленчатого вала, посадочных мест этого вала в блоке и крышек крепления, вкладышей, втулки, полуколец.

Шатун – это стержень с отверстием в верхней части под поршневой палец. Нижняя часть его сделана в виде полукольца, которым он садится на шейку кривошипа, вокруг шейки он фиксируется крышкой, внутренняя поверхность ее тоже выполнена в виде полукольца, вместе с шатуном они и формируют жесткое, но подвижное соединение с шейкой – шатун может вращаться вокруг ее. Соединяется шатун со своей крышкой посредством болтовых соединений.

Чтобы снизить трение между пальцем и отверстием шатуна применяется медная или латунная втулка.

По всей длине внутри шатун имеет отверстие, через которое масло подается для смазки соединения шатуна и пальца.

Коленчатый вал

Перейдем к коленчатому валу. Он имеет достаточно сложную форму. Осью его выступают коренные шейки, посредством которых он соединен с блоком цилиндров. Для обеспечения жесткого соединения, но опять же подвижного, в блоке посадочные места вала выполнены в виде полуколец, второй частью этих полуколец выступают крышки, которыми вал поджимается к блоку. Крышки к с блоком соединены болтами.

Коленвал 4-х цилиндрового двигателя

Коренные шейки вала соединены с щеками, которые являются одной из составных частей кривошипа. В верхней части этих щек располагается шатунная шейка.

Количество коренных и шатунных шеек зависит от количества цилиндров, а также их компоновки. В рядных и V-образных двигателях на вал передаются очень большие нагрузки, поэтому должно быть обеспечено крепление вала к блоку, способное правильно распределять эту нагрузку.

Для этого на один кривошип вала должно приходиться две коренные шейки. Но поскольку кривошип размещен между двух шеек, то одна из них будет играть роль опорной и для другого кривошипа. Из этого следует, что у рядного 4-цилиндрового двигателя на валу имеется 4 кривошипа и 5 коренных шеек.

У V-образных двигателей ситуация несколько иная. В них цилиндры расположены в два ряда под определенным углом. Поэтому один кривошип взаимодействует с двумя шатунами. Поэтому у 8-цилиндрового двигателя используется только 4 кривошипа, и опять же 5 коренных шеек.

Уменьшение трения между шатунами и шейками, а также блоком с коренными шейками достигается благодаря использованию вкладышей – подшипников трения, которые помещаются между шейкой и шатуном или блоком с крышкой.

Смазка шеек вала производится под давлением. Для подачи масла применяются каналы, проделанные в шатунных и коренных шейках, их крышках, а также вкладышах.

В процессе работы возникают силы, которые пытаются сместить коленчатый вал в продольном направлении. Чтобы исключить это используются опорные полукольца.

В дизельных двигателях для компенсации нагрузок используются противовесы, которые прикрепляются к щекам кривошипов.

Маховик

С одной из сторон вала сделан фланец, к которому прикрепляется маховик, выполняющий несколько функций одновременно. Именно от маховика передается вращение. Он имеет значительный вес и габариты, что облегчает вращение коленчатому валу после того, как маховик раскрутится. Чтобы запустить двигатель нужно создать значительное усилие, поэтому по окружности на маховик нанесены зубья, которые называются венцом маховика. Посредством этого венца стартер раскручивает коленчатый вал при запуске силовой установки. Именно к маховику присоединяются механизмы, которые и используют вращение вала на выполнение полезного действия. У автомобиля это трансмиссия, обеспечивающая передачу вращения на колёса.

Чтобы исключить осевые биения, коленчатый вал и маховик должны быть хорошо отбалансированы.

Другой конец коленчатого вала, противоположный фланцу маховика используется зачастую для привода остальных механизмом и систем мотора: к примеру, там может размещаться шестерня привода масляного насоса, посадочное место для приводного шкива.

Это основная схема коленчатого вала. Особо нового пока ничего не придумано. Все новые разработки направлены пока только на снижение потерь мощности в результате трения между элементами ЦПГ и КШМ.

Также стараются снизить нагрузку на коленчатый вал путем изменения углов положения кривошипов относительно друг друга, но особо значительных результатов пока нет.