Коленчатый вал, воспринимая переменные по величине и напра­влению газовые и инерционные силы и их моменты, подвергается деформациям изгиба и кручения, а также деформациям от изгибных и крутильных колебаний, неизбежно имеющим место при работе двигателя. Все это может приводить к усталостным разрушениям элементов коленчатого вала.

По этим причинам коленчатый вал современного форсирован­ного двигателя является одной из наиболее часто повреждаемых деталей.

В качестве материалов для изготовления коленчатых валов дви­гателей используют стали 45, 45Х, 40ХФА, 42ХМФА, 18Х2Н4ВА. Для коленчатых валов двигателей с искровым зажиганием до­статочно широко используют серые и ковкие чугуны. Преимуще­ствами чугунных валов являются меньшая стоимость, снижение припусков на механическую обработку и экономия стального проката. Однако в дизелях они в настоящее время не получили широкого распространения, так как предел выносливости чугуна существенно ниже, чем стали, и поэтому при ограниченных раз­мерах элементов вала сложно обеспечить в дизеле требуемый запас прочности.

При конструировании вала широко используют статистичес­кие данные по относительным размерам элементов вала (рис. 7.1) для различных категорий двигателей. В табл. 7.1 приведены такие статистические данные для автотракторных двигателей. На рис. 7.2 в качестве примера рассмотрен стальной коленчатый вал четырехцилиндрового четырехтактного двигателя, а на рис. 7.3 — чугунный литой коленчатый вал. Как видно из рис. 7.3, в литом вале можно придать более рациональную форму внут­ренним полостям шеек и щек, обеспечивающих повышение уста­лостной прочности.

Валы устанавливают обычно на подшипникискольжения. При­менение подшипников качения возможно в конструкциях колен­чатых валов как составных (рис. 7.4, а), так и монолитных (рис. 7.4, б).

Коленчатые валы современных двигателей в большинстве случа­ев выполняют полноопорными, т. е. с количеством коренных шеек, равным i+1, где i— количество кривошипов вала. Такая конструк­ция вала обеспечивает большую жесткость, а тем самым и более благоприятные условия работы блок-картера, коренных подшип­ников и самого коленчатого вала.

В ряде зарубежных и отечественных V-образных двигателей шатунные шейки одноименных цилиндров левого и правого рядов делают автономными со сдвигами друг относительно друга на угол Sдля того, чтобы обеспечить равномерное чередование рабочих ходов. На рис. 7.5 показан такой кривошип шестицилиндрового V-образного двигателя ЯМЗ-КАЗ-642. Огромное влияние на надеж­ность работы коленчатого вала оказывают несоосность коренных опор блока и биение коренных шеек вала.