Klikový hřídel - základ pístového motoru

Každý samozřejmě slyšel o klikovém hřídeli. Pravděpodobně však ne každý motorista jasně chápe, co to je a k čemu to je. A někteří ani pořádně neví, jak vypadá a kde je. Mezitím se jedná o nejdůležitější část, bez které není normální provoz pístového motoru s vnitřním spalováním (ICE) nemožný. 

Je třeba poznamenat, že tato část je poměrně těžká a drahá a její výměna je velmi problematická. Inženýři se proto nepřestávají snažit vytvořit alternativní lehké spalovací motory, ve kterých by se člověk obešel bez klikové hřídele. Stávající možnosti, například motor Frolov, jsou však stále příliš syrové, takže je příliš brzy mluvit o skutečném použití takové jednotky.

Jmenování

Klikový hřídel je nedílnou součástí klíčové sestavy spalovacího motoru - klikového mechanismu (KShM). Součástí mechanismu jsou také ojnice a části skupiny válec-píst. 

Při spalování směsi vzduchu a paliva ve válci motoru vzniká vysoce stlačený plyn, který během fáze silového zdvihu tlačí píst do dolní úvratě. 

Ojnice je na jednom konci připojena pomocí pístního čepu k pístu a na druhém konci k ojničnímu čepu klikového hřídele. Možnost spojení s hrdlem zajišťuje odnímatelná část ojnice, zvaná uzávěr. Vzhledem k tomu, že čep ojnice je přesazený vzhledem k podélné ose hřídele, když na něj ojnice tlačí, hřídel se otáčí. Ukázalo se něco, co připomíná otáčení pedálů jízdního kola. Vratný pohyb pístů je tedy převeden na otáčení klikového hřídele. 

Na jednom konci klikového hřídele - dříku - je namontován setrvačník, proti kterému je přitlačen. Přes něj se točivý moment přenáší na vstupní hřídel převodovky a následně přes převodovku na kola. Masivní setrvačník navíc svou setrvačností zajišťuje rovnoměrné otáčení klikového hřídele v intervalech mezi pracovními zdvihy pístů. 

Na druhém konci hřídele - nazývá se to špička - je umístěno ozubené kolo, přes které se rotace přenáší na vačkový hřídel, a to zase řídí činnost mechanismu distribuce plynu. Stejný pohon v mnoha případech spouští i vodní čerpadlo. Zde jsou obvykle řemenice pro pohon pomocných jednotek - čerpadlo posilovače řízení (), generátor, klimatizace. 

Výstavba

Každý konkrétní klikový hřídel může mít své vlastní konstrukční prvky. Přesto lze rozlišit prvky společné všem.

Úseky, které jsou na hlavní podélné ose hřídele, se nazývají hlavní čepy (10). Při montáži do klikové skříně motoru na ně spočívá klikový hřídel. K montáži se používají kluzná ložiska (vložky).

Ojniční čepy (6) jsou rovnoběžné s hlavní osou, ale vůči ní přesazené. Zatímco rotace hlavních čepů probíhá striktně podél hlavní osy, klikové čepy se pohybují po kruhu. Jedná se o stejná kolena, díky kterým díl dostal své jméno. Slouží ke spojení ojnic a jejich prostřednictvím přijímají vratné pohyby pístů. Používají se zde i kluzná ložiska. Počet čepů ojnice se rovná počtu válců v motoru. Ačkoli u motorů ve tvaru V, dvě ojnice často spočívají na jednom hlavním čepu.

Aby se kompenzovaly odstředivé síly generované otáčením klikových čepů, mají ve většině případů, i když ne vždy, protizávaží (4 a 9). Mohou být umístěny na obou stranách krku nebo pouze na jedné. Přítomnost protizávaží zabraňuje deformaci hřídele, která může způsobit nesprávný chod motoru. Časté jsou případy, kdy ohnutí klikového hřídele dokonce vede k jeho zaseknutí.

Takzvané lícnice (5) spojují hlavní a ojniční čepy. Fungují také jako další protizávaží. Čím větší je výška líc, tím dále od hlavní osy jsou ojniční čepy, a tedy vyšší točivý moment, ale nižší maximální otáčky, které je motor schopen vyvinout.

Na hřídeli klikového hřídele je příruba (7), ke které je připevněn setrvačník.

Na opačném konci je sedlo (2) pro hnací kolo vačkového hřídele (rozvodový řemen).

V některých případech je na jednom konci klikového hřídele připravené ozubené kolo pro pohon pomocných jednotek.

Klikový hřídel je uložen v klikové skříni motoru na dosedacích plochách pomocí hlavních ložisek, která jsou upevněna shora kryty. Přítlačné kroužky v blízkosti hlavních čepů neumožňují pohyb hřídele podél jeho osy. Ze strany špice a dříku hřídele v klikové skříni jsou olejová těsnění. 

Pro přívod maziva do hlavních a ojnicových čepů mají speciální olejové otvory. Těmito kanály jsou mazány tzv. vložky (kluzná ložiska), které jsou umístěny na krcích.

Výroba

Pro výrobu klikových hřídelí se používají jakosti vysoce pevných ocelí a speciální druhy litiny s přídavkem hořčíku. Ocelové hřídele se obvykle vyrábějí lisováním (kováním) s následným tepelným a mechanickým zpracováním. Pro zajištění přísunu maziva jsou vyvrtány speciální olejové kanály. V konečné fázi výroby je součást dynamicky vyvážena, aby se kompenzovaly odstředivé momenty vznikající při rotaci. Hřídel je vyvážená a tím jsou vyloučeny vibrace a údery při rotaci.

Litinové výrobky jsou vyráběny vysoce přesným litím. Litinové hřídele jsou levnější a tento způsob výroby usnadňuje vytváření otvorů a vnitřních dutin.

V některých případech může mít klikový hřídel skládací konstrukci a sestávat z několika částí, ale takové části se v automobilovém průmyslu prakticky nepoužívají, s výjimkou motocyklů. 

Jaké problémy mohou nastat s klikovým hřídelem

Kliková hřídel je jednou z nejvíce namáhaných částí automobilu. Zátěže jsou převážně mechanického a tepelného charakteru. Negativně navíc působí agresivní látky, jako jsou výfukové plyny. Proto i přes vysokou pevnost kovu, ze kterého jsou klikové hřídele vyrobeny, podléhají přirozenému opotřebení. 

Zvýšenému opotřebení napomáhá zneužívání vysokých otáček motoru, používání nevhodných maziv a obecně zanedbávání pravidel technického provozu.

Vložky (zejména hlavní ložiska), ojnice a hlavní čepy se opotřebovávají. Je možné ohýbat hřídel s odchylkou od osy. A jelikož jsou zde tolerance velmi malé, může i nepatrná deformace narušit běžný chod pohonné jednotky až k zaseknutí klikového hřídele. 

Problémy spojené s vložkami („přilepení“ ke krku a odření krků) mají lví podíl na všech poruchách klikového hřídele. Nejčastěji k nim dochází kvůli nedostatku oleje. Nejprve je v takových případech potřeba zkontrolovat mazací systém – olejové čerpadlo, filtr – a vyměnit olej.

Vibrace klikového hřídele jsou obvykle způsobeny špatným vyvážením. Další možnou příčinou může být nerovnoměrné spalování směsi ve válcích.

Někdy se mohou objevit praskliny, které nevyhnutelně skončí zničením hřídele. To může být způsobeno výrobní vadou, která je velmi vzácná, stejně jako nahromaděné napětí kovu nebo nevyváženost. Je vysoce pravděpodobné, že příčinou prasklin je náraz lícujících dílů. Prasklou hřídel nelze opravit.

To vše je třeba zvážit před výměnou nebo opravou klikového hřídele. Pokud nenajdete a neodstraníte příčiny problémů, v blízké budoucnosti se bude muset vše opakovat.

Výběr, výměna, oprava

Chcete-li získat klikovou hřídel, musíte demontovat motor. Poté se odstraní víka hlavních ložisek a ojnice, setrvačník a přítlačné kroužky. Poté se klikový hřídel odstraní a provede se jeho odstraňování problémů. Pokud byl díl již dříve opraven a všechny rozměry opravy již byly vybrány, bude nutné jej vyměnit. Pokud to stupeň opotřebení dovolí, hřídel je vyčištěna, přičemž je třeba věnovat zvláštní pozornost olejovým otvorům, a poté pokračovat v opravě.

Opotřebení povrchu krčků je eliminováno broušením na vhodnou opravnou velikost. Tento proces není zdaleka tak jednoduchý, jak by se mohlo na první pohled zdát, a vyžaduje speciální vybavení a odpovídající kvalifikaci mistra.

Přestože po takovém zpracování díl podléhá povinnému opětovnému dynamickému vyvážení, oprava klikového hřídele se často omezuje pouze na broušení. V důsledku toho může nevyvážený hřídel po takové opravě vibrovat, zatímco sedla jsou rozbitá, těsnění jsou uvolněna. Možné jsou i další problémy, které v konečném důsledku vedou k nadměrné spotřebě paliva, poklesu výkonu a nestabilnímu provozu jednotky v určitých režimech. 

Není neobvyklé, že se ohnutý hřídel narovnává, ale odborníci se této práce zdráhají. Rovnání a vyvažování je velmi pracný a nákladný proces. Úprava klikového hřídele je navíc spojena s rizikem zlomeniny. Proto je ve většině případů snazší a levnější vyměnit deformovaný klikový hřídel za nový.

Při výměně musíte nainstalovat přesně stejný díl nebo přijatelný analog, jinak se nelze vyhnout novým problémům.

Koupit levně ojetou klikovou hřídel je prase v žitě, u kterého nikdo neví, jak to nakonec dopadne. V lepším případě je poněkud opotřebovaný, v horším má vady, které nejsou okem patrné.

Покупая новый у проверенного продавца, вы можете быть уверены в его качестве. Интернет-магазин Китаец может предложить различные и других узлов вашего автомобиля по умеренным ценам.

Nezapomeňte také, že při instalaci nového klikového hřídele nezapomeňte vyměnit ojnici a hlavní ložiska a také olejová těsnění.

Po výměně klikového hřídele musí být motor zaběhnutý od dvou do dvou a půl tisíce kilometrů v šetrném režimu a bez náhlých změn otáček.