Оглавление

ГАНТЕЛЬКА. Передача масла в коленвал.

Есть разные способы передачи масла в коленвал, но угодить и скорости вращения коленвала и биению его подшипников одновременно — очень сложно. На резиновые сальники там сильно не понадеешься ( хотя на форуме уже есть примеры удачного врезания в гитару и сальников и колечек), металлические детали плохо работают в широком диапазоне температур, да и изнашиваются не хуже резины.

Я себе придумал самоуплотняющийся, в какой-то степени «ШАРнирный» узел передачи масла в коленвал, который не боится ни оборотов, ни биения коленвала, которое возникает при износе подшипника, ни теплового расширения, и при этом обладает хорошим ресурсом.

mt_gant1mt_gant4Основой идеи является деталь (на схеме названа Шарнир), через которую масло переходит от крышки ГРМ в коленвал. Это некая гантелька, состоящая из двух скрепленных между собой сфер. Каждая из сфер может свободно шататься в стаканчике с ее стороны, при этом радиальных нагрузок на гантельку практически нет, осевая сжимающая нагрузка состоит из усилия пружинки поджатия и давления масла. То есть давление масла само же и способствует уплотнению узла.

Изготовить гантельку можно по разному. Можете выточить цельную деталь и зашлифовать, закалить и опять зашлифовать. Можно выточить и похромировать — хром достаточно твердый и износостойкий материал, особенно если учесть мизерные нагрузки на саму гантельку. Но, сфера должна быть выточена — идеальной. Чем точнее она будет изготовлена, тем больше ресурс узла. Причем для того, чтобы ее выточить, достаточно сделать один радиусный резец. Сделать его надо ой как точно, но это вполне возможно.

gant_sh36Можно найти готовые половинки гантельки, как например от гидрокопенсаторов (показано на последнем фото). Только брать наружным диаметром шарика больше 14-15мм я бы не советовал, там уже будет большая окружная скорость, что даст повышение трения в паре деталей. Трения хоть и без особых усилий, и в масляной ванне, но все таки. При этом и внутреннее отверстие не должно быть меньше 6-7мм. После сварки такие половинки теряют твердость и их надо хромировать.

gant_sh29Можно найти шарики от шарнирного подшипника типа Ш(ШМ) или ШП(ШМП). Только нужны шарики без канавки по экватору. Наконечники тяг иногда бывают с бронзовыми ставками, это тоже может натолкнуть вас на размышления.

mt_gant8Я пробовал сверлить шарики от обычного шарикоподшипника. Это очень сложно, легко перегреть, и детальки получаются достаточно хрупкими. Но зато форма у них идеальная… Врядли вы станете это повторять, ибо действительно сложное сверление.

И еще одно про гантельку: какой бы ни была бронза стаканчика, и какой бы твердости и износостойкости ни была гантель, они все равно обязаны работать в масле. Если поверхности сопряжения вы сделаете идеально, это приведет к тому, что детали начнут усиленно тереться, и в эту горячую зону трения все же надо как-то подвести масло. Я для этого сделал небольшие надрезы на самой гантельке так, чтобы они не выходили на ее максимальный диаметр, вернее сходили на нет к максимальному диаметру гантели (см. фото ниже). При желании надрезы можно направить в ту или иную сторону, чтобы, учитывая направление вращения деталей сгонять масло внутрь или наоборот выгонять в зону максимального диаметра гантельки.

Как вариант такую канавку можно сделать внутри бронзового стаканчика, и это наверное будет даже проще, ведь там ее можно сделать хоть гвоздем, а вот на твердом шарике — сложнее.

И еще одно. Вы еще не задумались над тем, как, собственно, при сборке закрыть крышку ГРМ так, чтобы гантель не выпала? Не волнуйтесь. Все придумано и тут.

mt_gant17Следующая идея по поводу изготовления гантельки заключается в том, чтобы брать не шарики от шарнирных подшипников, а полностью подшипники. Шарнирные подшипники предназначены для передачи радиальных, осевых и комбинированных нагрузок, включая ударные, в соединениях деталей машин и механизмов, где необходимо обеспечение пространственных сложных или колебательных, качательных, вращательных и простых движений при небольших скоростях. Все шарнирные подшипники можно разделить на две группы по способу смазывания рабочих поверхностей — это требующие подвода смазки и самосмазывающиеся, поверхности скольжения которых выполнены из специальных материалов. Последние применяют в узлах с повышенными требованиями к долговечности или при затруднительном обслуживании опор, когда использование подшипников требующих подвода смазки нецелесообразно. Конец цитаты. Взято с сайта кого-то из продавцов подшипников.

Таким образом, если учесть минимальность нагрузок в нашем узле, при этом в самосмазывающийся подшипник еще и подвести масло, то почему бы и нет? Смущает только то, что обойма подшипника очень малой длинны, и при перемещении в корпусе ее может перекашивать и она будет заклинивать. mt_gant18Это плохо.  Значит, вместо этой обоймы все таки лучше изготовить бронзовый стаканчик.

Эта идея не опробована, но как вариант она очень даже жизнеспособна.

Ну или как вариант — в гайку коленвала прессуем подшинк, в который запрессована (и пропаяна например «серебряным припоем» у холодильщиков) втулка с шаром на ней. А уже в корпусе отдельно изготовленный стакан с резиновым кольцом, упором для пружинки (остановки вращения стаканчика пружинко). Так можно количество изготавливаемых деталей свести к минимуму.

Одним словом: для изготовления гантели вариантов не меряно, было бы желание и фантазия.

Стаканчик, который запрессован в гайку коленвала сам по себе обжат, он уже чуть более тугой и гантель в нем может держаться, хоть это и не очень хорошо. Но если он уже поработал и притерся, — будет выпадать. Тогда достаточно немного егонакернить так, чтобы гантель в него не вставлялась, а как бы вщелкивалась. Кернение видно на нижних фотках, и именно из-за него на фото гантель сидит в стакане, запрессованном в гайку. Она из этого стакана не выпадает, хотя движется и вращается в нем свободно.

mt_gant16mt_gant15mt_gant14

На практике надо также сделать новую Гайку для коленвала (большая деталь на предыдущем фото ), которая через Втулку Упорную будет удерживать на своем месте шестерню ГРМ. Для нее в коленчатом валу сверлим отверстие и нарезаем резьбу. Я делал М16х1,5. Перед шестерней, со стороны коленвала надо не забыть бывшее отверстие входа масла в коленвал заглушить. А в корпусе переднего подшипника коленвала расточить отверстие до размера больше чем шестерня в диаметре: так нам будет легче оперировать деталями в дальнейшем.Кстати, в корпус переднего подшипника очень полезно положить прокладку, если у коленвала замечена большая продольная свобода перемещения. В качестве прокладки может послужить разрезанная медная прокладка с головки цилиндра.

mt_gant5mt_gant2Изготовляем также Корпус. При чем он тоже может быть по-проще, или с уплотненной пробкой для быстрого доступа к гантельке и стаканчикам.
Крышку ГРМ рассверливаем малым диаметром, а потом распиливаем по месту как можно точнее, то есть соосно с коленвалом. Далее по направляющей (трубка или кусок прутка нужного диаметра, они на схемах не показаны), которая вставлена временно вместо стаканчиков одновременно и в Гайку и в Корпус, садим корпус на крышку ГРМ на холодную сварку, соосно коленвалу.

После застывания клея, изнутри сверлим три-четыре отверстия через крышку в корпус (не насквозь только) и нарезав резьбу, фиксируем Корпус винтиками или болтами внутри крышки ГРМ.

На фото видно как примитивно это было сделано в первый раз, но при этом функционировало без вопросов. И это опять же таки фото для людей, которые стонут без координатки.

mt_gant6mt_gant51Я, после застывания холодной сварки, Корпус оторвал и посадил заново на герметик. Ездило. Не текло. Вторая бронзовая обойма (Стаканчик) вставляется в Корпус плотно, но подвижно. Желательно, чтобы она двигалась, но не вращалась. Это может обеспечить пружинка, и соответствующая засечка на стаканчике.

Дальше, в новую Гайку запрессовываем бронзовую обоймочку — Стаканчик, в котором сделано углубление под шарик. Мы этот стаканчик не запрессовали в начале, чтобы можно было в гайку ставить трубку-ориентир.

g_ilСтаканчик.

Надо заметить, что внутреннее углубление для гантельки может быть как сферическое, так и конусообразное, если сферу сделать затруднительно. Форма углубления не важна, а вот его диаметр критичен для работоспособности системы.

mt_gant19Лучше всего разориться на победитовую шарошечку и, соответственно ей, вернее диаметру ее сферы, изготавливать гантельку. Но и зацикливаться на шарошке не нужно. Я как-то для интереса сделал комплкт стаканчиков и самодельной шарошкой, хоть и должен признать, что из-за примитивной заточки она скорее протирала, чем резала бронзу. Но результат был. gant_sh351Схема прекрасно будет работать и в том случае, если углубление в стаканчике будет просто просверлено. Но для этого нужно использовать сверло заточенное не на 120 градусов, как это обычно сделано, а переточенное на 90 градусов (на схемке показано левее).

Если стаканчик не сверлить а вытачивать, при этом пользоваться радиусным резцом, то тогда надо брать резец с радиусом в точности как у гантельки, или меньше чем радиус сферы в гантельке. Если радиус будут больше (как на схемке справа), тогда гантель может, притираясь, подклинивать в стаканчике.

На этой схеме показан стаканчик, с резиновым уплотнением. Напомню: левый стаканчик обязан быть подвижен в корпусе (в продольном направлении) потому, что он должен следовать за двигающимся вперед-назад коленвалом. Такая подвижность у меня достигалась верно выбранным зазором между наружным диаметром стаканчика и отверстием в корпусе. g_ilНичто не мешает поставить там еще и резиновое колечко. НО! Колечко обязано свободно помещаться в канавке стаканчика, и наружным диаметром быть немножко больше, чем отверстие в корпусе. Это значит, что колечко будет плотно прижиматься к стенкам отверстия в корпусе, но при этом не будет сильно мешать подвижности стаканчика, ведь резина колечка не будет разжата, оно практически свободно будет сидеть в стаканчике.

В общем в итоге я бы советовал такую геометрию:

Гантелька со сферами диаметром 14мм (надопроверить по размеру имеющейся круглой шарошки, если будете ее использовать), с расстоянием между центрами сфер в 10мм, отверстие 7мм. У меня мотор был не чрезмерно оборотистым (типа не гоночный), и мне отверстия в гантели хватало и 6мм.
Стаканчик по наруже 16мм, на входе (левый на схеме) стаканчик скользит по детали но с минимальным зазором, глубину имеет на три миллиметра больше, чем стаканчик на выходе. Это нужно для того, чтобы в случае его продольного заклинивания гантель могла смещаться на ход коленвала вперед/назад без потери уплотнения между нею и стенкой стаканчика. Поскольку гантель будет стремиться сдвинуться от тока масла и прижаться к стаканчику на выходе (правый на схеме), глубину достаточно увеличивать на левом стакане. Внутри отверстие 8мм.
Я не думаю, что хромирование гантельки обязательный этап, просто у меня тогда был к нему доступ. Достаточно устойчивой к истиранию стали. Отлично, если ее можно зацементировать и закалить, но в принципе можно попробовать и просто каленую.
Сама гантелька точится по копиру элементарно (лучше просверлить заготовку и точить в центрах), для этого не надо шарик, для этого надо просто штырь нужного диаметра поставить вертикально и пройти по нему как по шаблону.
Очень важно, чтобы стороны гантельки были все таки шаром, поскольку наличие прямых участков сильно уменьшит ресурс пары при работе с перекосами.

Учтите, что при запрессовывании правого Стаканчика (того, что по сути будет находиться в коленвалу), диаметр отверстия под шарик, уменьшится и он, шарик, сожмется там. Так что обработать еще раз стаканчик окончательно лучше после запрессовывания в новую гайку коленвала.

mt_gant9В переднем стаканчике, том, который подпирается пружинкой, надо сделать зуб, для упора витка этой самой пружинки. Такой упор удержит стаканчик от проворачивания. Если он (стаканчик) начнет вращаться, тогда трение перейдет со стали по бронзе в бронзу по дюралю. То етсь стаканчик начнет тереть о корпус.

Сам зубчик делал примитивно, сначала на наждаке срезал приблизительно, потом немного довел напильником. Финально можно доработать натфилем.

Хотя я шел от обратного: сначала покупка круглой шарошки, а уже потом по ее диаметру точилась гантелька.

Теперь как это все работает.

Вы сможете закрепить корпус строго соосно коленвалу? Ну так, чтобы до микрона? У вас есть под рукой еще не изношенный координатно-расточной станок? Нет? Ну не расстраивайтесь, право же… Я тоже не смогу.
У вас коленвал всегда будет вращаться без малейшего биения и без выработки подшипников? У меня таких подшипников тоже нету. Ну и забейте на это все.

Мы стараемся все сделать как можно точнее, это понятно, но возможности у всех разные, и как правило они ограничены.

Смотрим схему:

g_ilПоскольку шарик – это у нас приближенная к идеальной сфера, то она может вращаться в бронзовой обойме как угодно, по типу шаровой опоры в автомобиле. Радиальной нагрузки, повторюсь еще раз, у нас особо не будет. Продольная нагрузка – усилие Пружинки, плюс давление масла, которое будет стремиться выдавить стаканчик в сторону гантельки при работающем двигателе, что обеспечит герметичность сопряжения шарик-обоймочка. Под этой продольной нагрузкой при появлении выработки, левая обойма будет выдвигаться из корпуса и компенсировать зазор. Соединение самоуплотняется и остается
герметичным.

Таким образом, гантелька спасает нас от несоосности, биения, и негерметичности системы. Учтя направление вращения коленвала, делаем небольшую винтовую насечку на шарике, буквально — одну царапину, и этим обеспечиваем смазку соединения. Как ни как — обороты приличные, и смазка там таки нужна даже бронзе. Насечка на стаканчике не прокатит, поскольку стаканчик будет вырабатываться потихоньку и насечка «уйдет».

mt_gant7Если кто-то будет иметь желание извращаться с деталями новой маслосистемы мотозавода – Я себе приготовил детальки на один из днепров, но пока не пробовал их монтировать и пользоваться такой доработкой. Хотя, сказывают, что новая маслосистема и так нормально работает. Особенно с качественными составляющими и на хороших подшипниках. Но так ведь нет предела совершенству!

 

А… И напоследок: на тему сложности вытачивания детали токарем… вот пример : https://www.youtube.com/watch?v=b2SKVSGSN7E  И что сложного, если руки растут из верхних плеч?

Комментировать.