Почему проворачивает вкладыши?
Вкладыши в двигателе установлены в специальные установочные места (постель вкладыша). Установка предполагает особую фиксацию, так как вкладыши имеют в своем теле отверстия, что позволяет подавать на них моторное масло. Указанные отверстия должны четко совпадать с отверстиями, которые высверлены в самих деталях для прохода смазки. Также фиксация вкладыша необходима с учетом того, что во время работы двигателя возникает трение по поверхностям сопряженных элементов.
С учетом вышеприведенной информации становится понятно, что если провернуло шатунный вкладыш, причина может заключаться в следующем:
Как известно, трение возникает в результате скольжения двух тел по отношению друг к другу при наличии определенной нагрузки. Общая величина силы трения будет зависеть от величины нагрузки на трущуюся пару, а также от коэффициента трения. Для того чтобы снизить силу трения при изготовлении деталей применяются специальные антифрикционные материалы, которые имеют низкий коэффициент трения.
Что касается вкладыша, антифрикционный материал наносится на его поверхность. Коленвал по отношению к вкладышам совершает вращательное движение, в месте сопряжения вкладыша и коленчатого вала возникает сила трения, которая стремится провернуть вкладыши по отношению к их установочным местам. Для защиты от проворачивания и смещения вкладыш удерживает специальный усик. Также при установке сами вкладыши вставляются с определенным натягом, величина которого рассчитана конструкторами того или иного ДВС.
Становится понятно, что избыточное трение или недостаточно надежная фиксация (слабый натяг), являются основными причинами, по которым не удается удержать вкладыш на его посадочном месте. Отметим, что во время изготовления двигателя на заводе недостаточный натяг вкладышей при сборке ДВС встречается крайне редко. Чаще проблемы с коренными или шатунными вкладышами появляются после того, как двигатель ремонтировался. Другими словами, неправильный подбор ремонтных вкладышей и другие дефекты, которые не позволяют добиться необходимого натяга, приводят к проворачиванию. Так как на КШМ воздействуют неравномерные нагрузки, вкладыши с ослабленной посадкой начинают вибрировать, масляная пленка на их поверхности разрушается, вкладыш может «прихватить». В такой ситуации проворачивание неизбежно, так как фиксирующий усик попросту не способен противостоять моменту проворачивания на самом вкладыше.
Как уже было сказано, еще одной причиной проворачивания вкладышей двигателя является превышенный момент трения, то есть нарушаются расчетные условия работы самих подшипников скольжения. Нормальная работа вкладышей предполагает так называемое жидкостное трение, то есть поверхность вкладыша и шейку коленчатого вала разделяет масляная пленка. Это позволяет избежать прямого контакта нагруженных деталей, обеспечивает необходимую смазку и охлаждение, минимизирует трение.
Вполне очевидно, что если масляная пленка будет иметь недостаточную толщину или прорвется, коэффициент трения начнет увеличиваться. Работа сопряженных деталей, которые испытывают постоянную нагрузку, в подобных условиях будет означать, что проворачивающий момент увеличился. Если проще, чем больше сила трения, тем сильнее возрастают риски проворачивания вкладышей коленвала при таких увеличенных нагрузках.
Рост нагрузок в паре вкладыш-коленвал приводит к уменьшению толщины масляной пленки или к полному разрыву (сухое трение). Параллельно увеличению силы трения происходит усиленное выделение тепла, в области трения возникают локальные перегревы. При повышении нагрева нарушается температурная стабильность масла, толщина масляной пленки еще больше снижается, вкладыш может прихватывать к поверхности шейки коленчатого вала.
Также следует добавить, что толщина масляной пленки между сопряженными деталями напрямую зависит от того, с какой скоростью указанные детали перемещаются относительно друг друга (гидродинамическое трение). Чем быстрее детали двигаются, тем интенсивнее масло попадает в зазор, который присутствует между трущимися элементами. Получается, создается более толстый масляный клин-пленка по сравнению с такой же пленкой на меньшей скорости движения сопряженных деталей. При этом необходимо учитывать тот факт, что увеличение скорости движения деталей увеличивает и силу трения, а также растет нагрев от такого трения. Это значит, что температура моторного масла начинает повышаться, смазка разжижается, толщина пленки становится меньше.
Замена вкладышей без разборки, если нет износа коленвала
Посмотрев, это 8-ми минутное видео по замене шатунных вкладышей, даже новичок может разобраться с таким ремонтом. Поэтому, рекомендую, не поленитесь и посмотрите это видео.
Из этого видео, вы узнаете, что для снятия коренных вкладышей не обязательно снимать коленвал. При помощи нехитрых манипуляций легко можно проверить состояние коренных подшипников и, если они изношены, заменить их не разбирая полностью двигатель.
Как менять шатунные и коренные вкладыши показаны на примере автомобиля Хонда Аккорд.
1200 руб. за фотоотчёт
Платим за фотоотчёты по ремонту авто. Заработок от 10 000 руб/мес.
Пишите:
Износ вкладышей приводит к снижению эффективности работы системы смазки двигателя, которое, в свою очередь, может привести к значительному износу отдельных частей силового агрегата, а также к снижению его рабочего ресурса. Поэтому при выявлении даже незначительного износа шатунных и/или коренных вкладышей необходимо предпринять меры по устранению неполадок.
Обычно причинами износа является их естественное старение. Однако в некоторых случаях имеет место попадание на их рабочую поверхность грязи или мусора, возникновение коррозии, недостаточное смазывание, несоосность осей и другие причины. Как правило, вкладыши не подлежат восстановлению, поэтому их необходимо менять на новые. Процедура это достаточно сложная, поэтому самостоятельное ее выполнение имеет смысл лишь в случае, если у автовладельца есть соответствующий опыт выполнения работ и необходимые инструменты.
Расточка
Все шатуны снимаются после последовательной проверки зазоров, также демонтируется и шлифуется коленчатый вал. Проведение расточки возможно только на специальном оборудовании – центростремителе, которое нечасто можно встретить у обычных автовладельцев. Поэтому здесь потребуется обращение к специалистам. После шлифовки производится подбор вкладышей коленвала соответствующего размера. Здесь не обойтись без такого инструмента, как микрометр, и примерки выбранных элементов. Далее все детали коленчатого вала устанавливаются в обратном порядке и завинчиваются крышки на коренных подшипниках.
Стоит отметить некоторые особенности обратного монтажа шатунов и вкладышей. Последние предварительно смазываются маслом, также должны быть закручены крышки. По сравнению с проводимыми подготовительными работами, на монтаж уходит намного меньше времени. При этом не стоит забывать про эксплуатацию коленчатого вала, которая характеризуется высокими нагрузками, а также про его высокую стоимость. Необходимо сделать все возможное для увеличения периода функционирования. Основную роль здесь играет шлифовка, проведенная в подходящее время. Такая процедура обеспечивает гладкость шеек и подготавливает их к дальнейшей эксплуатации.
Геометрические характеристики подшипников скольжения
Масляный зазор – это основной геометрический параметр подшипников скольжения. Он равняется разнице между внутренним диаметром подшипника и диаметром вала (внутренний диаметр подшипника измеряется под углом 90° к линии, разделяющей верхний и нижний вкладыши).
Величина масляного зазора – очень важный показатель. Большой зазор приводит к увеличению потока масла, что снижает его нагрев в подшипнике, однако вызывает неоднородное распределение нагрузки (она концентрируется на меньшей площади поверхности и увеличивает вероятность разрушения вследствие усталости). Также большой зазор производит значительную вибрацию и шум. А слишком маленький зазор вызывает перегрев масла и резкое падение его вязкости.
Типичные величины масляного зазора С: для пассажирских автомобилей Cмин = 0,0005D, Cмакс = 0,001D, для гоночных автомобилей Cмин = 0,00075D, Cмакс = 0,0015D (где D – диаметр вала).
Эксцентриситет является мерой, определяющей некруглость подшипника. Действительно, внутренняя поверхность подшипника не является абсолютно круглой. Она имеет форму, напоминающую лежащий на боку лимон. Это достигается за счет переменной толщины стенки подшипника, имеющей максимальное значение (Т) в центральной части и постепенно уменьшающейся в направлении стыка.
Принято измерять минимальное значение толщины (Te) на определенной высоте h для того, чтобы исключить зону выборки в области стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Т – Те.
Эксцентриситет, образованный переменной толщиной стенки вкладыша, добавляется к эксцентриситету, вызванному смещением вала относительно центра подшипника. Наличие эксцентриситета позволяет стабилизировать гидродинамический режим смазки за счет создания масляного клина с большим углом схождения. Рекомендуемые величины эксцентриситета: для пассажирских автомобилей 5–20 мкм, для гоночных автомобилей 15–30 мкм.
Посадочный натяг необходим для обеспечения надежной посадки подшипника в гнезде. Прочно посаженный подшипник имеет равномерный контакт с поверхностью гнезда – это предотвращает смещение подшипника во время работы, обеспечивает максимальный отвод тепла из области трения и увеличивает жесткость гнезда. Поэтому наружный диаметр подшипника и его периметр всегда больше диаметра гнезда и его периметра.
Поскольку прямое измерение наружного периметра подшипника – трудная задача, обычно измеряется другой параметр: высота выступа стыка (выступание). Высота выступа стыка равна разнице между наружным периметром половины подшипника и периметром половины гнезда.
Проверяемый вкладыш устанавливают в измерительный блок и прижимают с определенным усилием F, величина которого пропорциональна площади сечения стенки подшипника. Оптимальная величина высоты выступа стыка зависит от диаметра подшипника, жесткости и теплового расширения гнезда и температуры. Типичные значения высоты выступа стыка для подшипников диаметром 40–65 мм: для пассажирских автомобилей 25–50 мкм, для гоночных автомобилей 50–100 мкм.
Несмотря на самые совершенные конструкцию, материалы и технологии, в эксплуатации ДВС встречаются случаи износов и повреждений подшипников. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников необходимо, но недостаточно. Об этом – в следующей статье.
Дмитрий Копелиович
Средний коренной подшипник
Средний коренной подшипник при одинаково направленных смежных коленах имеет наибольшую нагрузку, так как он должен одновременно воспринимать инерционные нагрузки от обоих колен вала. Поэтому износ такого подшипника является наиболее интенсивным. Конструкция этого подшипника должна быть усиленной, что достигается увеличением его длины по сравнению с длиной других коренных подшипников.
Проверку производят по шейке среднего коренного подшипника, а устранение прогиба — под прессом.
В двигателе автомобиля Москвич упорным подшипником является средний коренной подшипник. Осевой зазор между шейкой коленчатого вала и вкладышем среднего коренного подшипника допускается в пределах 0 099 — 0 225 мм. Торец переднего подшипника со стороны распределительной шестерни должен быть в одной плоскости с торцом блока. Момент затяжки болтов крышек коренных подшипников составляет: переднего 9 7 — 10 5 кгм; среднего и заднего 9 0 — 9 7 кем.
Работу коленчатого вала с прогибом, повышенный износ средних коренных подшипников иногда пытаются объяснить деформацией блока цилиндра в процессе старения, в результате чего нарушается соосность подшипников, и как следствие — неравномерный износ шеек и подшипников коленчатого вала, поломка коленчатых валов. Средние коренные подшипники расположены ниже крайних не более 0 03 мм, в то время как разница между износами средних и крайних шеек и подшипников составляет в большинстве случаев 0 15 мм.
При втором эксплуатационном ремонте рекомендуется производить также смену вкладышей двух средних коренных подшипников, которые воспринимают большие нагрузки, чем крайние коренные подшипники, и поэтому изнашиваются больше.
| Разборка двигателя-снятие масляного насоса. |
Укладывают в коренные подшипники коленчатый вал и вставляют в гнезда среднего коренного подшипника упорные полукольца канавками ( с этой стороны находится антифрикционный слой) в сторону упорных поверхностей коленчатого вала.
| Масляный насос. |
Маслозаборник крепят к корпусу насоса накидной гайкой и к крышке среднего коренного подшипника двумя болтами.
Установить коленчатый вал, при этом: смазать вкладыши маслом для двигателя; уложить в гнездо среднего коренного подшипника и в его крышку вкладыши без выточки на внутренней поверхности, а затем вкладыши с выточкой на внутренней поверхности — в гнезда остальных коренных подшипников и их крышек; уложить в коренные подшипники коленчатый вал с установленным в заднем конце подшипником ведущего вала коробки передач; вставить в гнезда задней опоры два упорных полукольца, направляя их выемками к упорным поверхностям коленчатого вала; установить крышки коренных подшипников в соответствии с метками ( рис. 85) так, чтобы метки на крышках находились с правой стороны двигателя ( сторона установки генератора и стартера); затянуть болты крышек; установить на блок цилиндров магнитную подставку А.
| Наиболее распространенный порядок работы цилиндров. |
В многоцилиндровых однорядных двигателях воспламенение рабочей смеси всегда должно чередоваться между цилиндрами, расположенными по обе стороны среднего коренного подшипника коленчатого вала. При этом условии нагрузка на отдельные участки коленчатого вала и коренные подшипники более равномерна.
И — ведущая шестерня топливного насоса, 15 — ведомая шестерня распределительного вала; / S — распределительный вал; 17 — маслоуказатель; — 18 — крышка среднего коренного подшипника; 19 — крышка упорного подшипника.
При обезличенном ремонте двигателей надо следить за тем, чтобы крышки шатунов не раскомплектовывались с шатунами; крышки коренных подшипников одного двигателя не ставились на другой, а крышки средних коренных подшипников не менялись местами в пределах одного блока, так как крышки шатунов обрабатываются совместно с шатунами, а крышки коренных подшипников — с блоками и поэтому не взаимозаменяемы. С этой целью шатуны и их крышки при сборке на заводе клеймятся ( на бобышках под болты) порядковым номером шатунной шейки, с которой они соединяются, а крышки средних — коренных подшипников — порядковым номером коренной шейки или буквами, которые выбиваются на торце крышки и на нижней полости блока вблизи замка крышки.
Работу коленчатого вала с прогибом, повышенный износ средних коренных подшипников иногда пытаются объяснить деформацией блока цилиндра в процессе старения, в результате чего нарушается соосность подшипников, и как следствие — неравномерный износ шеек и подшипников коленчатого вала, поломка коленчатых валов. Средние коренные подшипники расположены ниже крайних не более 0 03 мм, в то время как разница между износами средних и крайних шеек и подшипников составляет в большинстве случаев 0 15 мм.
Разница между коренными и шатунными вкладышами
Необходимо знать, что есть два вида вкладышей. Это шатунные и коренные. Первые находятся между шатуном и шейкой коленвала. Коренной элемент похож на первый по своему предназначению. Однако он располагается там, где коленчатый вал проходит в корпусе двигателя. Вкладыши отличаются по своим размерам. Габариты зависят от типа ДВС, для которого конкретная деталь изготовлена. Существуют и специальные ремонтные вкладыши. Они отличаются от оригинальных новых, установленных в двигателе. Ремонтные вкладыши различаются лишь отметками, кратными 0,25 мм. Так, их размеры примерно такие — 0,25 мм, 0,5 мм, 0,75 мм, 1 мм.
2.6 Проверка шатунных и коренных вкладышей
Сервисное обслуживание и эксплуатация
Руководства ￫ Ford ￫ Focus (Форд Фокус)
| ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ | ||
|
Выбор коренных вкладышей коленчатого вала
Определите коды на блоке цилиндров и коленчатом валу.
|
Код на коленчатом валу |
Код на блоке цилиндров |
||
|
А |
• |
С |
|
|
А |
черный |
голубой |
красный |
|
• |
коричневый |
черный |
голубой |
|
С |
зеленый |
коричневый |
черный |
Размер отверстия для коренного вкладыша
|
Код |
Размер отверстия для коренного вкладыша |
|
А |
54,000–54,006 мм |
|
• |
54,006–54,012 мм |
|
С |
54,012–54,016 мм |
Толщина коренного вкладыша
|
Коренной вкладыш |
Толщина, мм |
|
|
Стандартный размер |
желтый |
2,007–2,010 мм |
|
зеленый |
2,010–2,013 мм |
|
|
коричн. |
2,013–2,016 мм |
|
|
черный |
2,016–2,019 мм |
|
|
голубой |
2,019–2,022 мм |
|
|
красный |
2,022–2,025 мм |
|
|
Увеличенный размер |
0,25 мм |
2,133–2,137 мм |
|
0,5 мм |
2,258–2,262 мм |
|
|
0,75 мм |
2,338–2,387 мм |
Установка
| ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Методы профилактики
Как указывалось выше, частичный выход вкладышей из строя влечет за собой повышенный износ двигателя, и в частности, системы его смазки. Поэтому чтобы не допускать подобной ситуации имеет смысл проводить периодические мероприятия по профилактике. Так, в первую очередь необходимо пользоваться тем моторным маслом, которое рекомендовано производителем автомобиля. Особенно это касается его вязкости. Не стоит покупать очень дешевое масло, поскольку высока вероятность, что в его составе будут абразивные частицы, которые негативно влияют на двигатель в целом, и на вкладыши в частности.
Также стоит производить периодическую проверку деталей двигателя, их состояние, геометрию, чистоту. При выполнении ремонтных работ нужно всегда следить за тем, чтобы в двигатель и/или систему смазки (масло) не попадала грязь. Существует так называемое “золотое правило” моториста, которое гласит, что лучше зазор на 0,03 мм больше, чем на 0,01 мм меньше. В таком случае вкладыш гарантировано не подведет, не расплавится и не застучит. Следите за состоянием двигателя вашего автомобиля, и он будет служить вам долгие годы.
Лучше не дожидаться ситуации, когда на приборной панели засветится лампочка, сигнализирующая о низком давлении масла. В идеале необходимо периодически проверять значение давления самостоятельно или в автосервисе. Ведь лампочка масленки светиться (то есть, срабатывает аварийный датчик) уже в крайнем случае, когда давление упало до критического. Этого лучше не допускать, особенно на двигателях со значительным пробегом.
Заключение
Необходимо периодически проверять состояние вкладышей, поскольку эти, казалось бы, незначительные детали могут привести к большим проблемам с масляной системой двигателя, тем самым значительно снизив его ресурс. И чем раньше удастся выявить поломку и устранить ее — тем с меньшими затратами в будущем придется столкнуться автовладельцу для проведения ремонта двигателя. Процедуру по замене можно провести как самостоятельно, так и на СТО. Однако, если вы решите выполнить ремонт самостоятельно, то вы должны быть на 100% уверены в том, что сможете довести дело до конца, поскольку замена подразумевает большой объем как демонтажных, так и монтажных работ.
- Почему проворачивает шатунные вкладыши?
- Что такое шатунные вкладыши коленвала?
- Причины проворачивания шатунных вкладышей коленвала
- Как поставить вкладыши на коленвал – порядок действий
Часто можно услышать в диалогах водителей и механиков – как новичков, так и бывалых – интересные фразы: «Стучит движок!» или «Крутануло вкладыш!» Ну и, разумеется, все понимают, что разговор зашёл об аварийной ситуации в двигателе внутреннего сгорания, а точнее о том, что из строя вышли коренные или шатунные подшипники скольжения коленвала. Это очень серьёзное происшествие, которое случается с двигателем достаточно часто, и винят обычно во всём этом некачественное моторное масло. Мол, куплено было масло непроверенного производителя, поэтому и произошла такая неприятность. Но по правде говоря, существует множество причин, не связанных напрямую с моторным маслом, по которым выходят из строя подшипники коленчатого вала.
Установка двигателя ВАЗ 21083
Фото. Пыльник коробки ВАЗ 21083
Сразу можно смазать выжимной подшипник маслом, желательно трансмиссионным или перемешанным с литолом, его можно вдавить шприцом через щель показанную на фото ниже.
Фото. Выжимной подшипник двигателя ВАЗ 21083.
Ставим двигатель так как и снимали через низ без головки, это можно легко сделать в домашних условиях вдвоем. Для этого пропустите под двигатель ремень или веревку, положите толстую тряпку на передок машины и при помощи трубы или ломика можно не напрягаясь натянуть движок на коробку, как показано на фото ниже. Наживите коробку болтами поднимите двигатель, прикрутите подушку, двигатель поставлен остается поставить головку.
Фото. Установка двигателя ВАЗ 21083 через низ.
Провернуло вкладыши: что это значит и почему их проворачивает?
Проворачивание вкладышей двигателя — это изменение их положения относительно шейки коленвала или блока. Как и говорилось выше, это вызывается колоссальными нагрузками, которым подвержены детали. Сдвиг подшипников со своего места сразу же отрицательно сказывается на поступлении масла. Давление его ухудшается, начинается голодание и силовой агрегат разрушается. А всё потому, что полукольца оснащаются отверстиями, которые должны чётко совпадать с каналами для прохода смазки.
Основные причины проворота
Известно несколько причин, вызывающих проворот элементов:
банальный износ — истираются торцевые части подшипников скольжения (опорные бурты, упоры, усики), которые более не способны удерживать детали на одном месте;
слабая, неправильная фиксация крышек — полукольца должны затягиваться с определённым моментом, указанным в паспортных данных.
Ну и конечно, это возникает из-за нарушения расчётных условий работы самих подшипников скольжения. Другими словами, по причине большой и неравномерной нагрузки. Особенно часто такое случается с полукольцами со слабым натягом.
Проворот деталей скольжения грозит большими неприятностями, поэтому требует срочного вмешательства. Наиболее опасен сдвиг коренных подшипников. В этом случае силовому агрегату однозначно понадобится дорогостоящий капремонт.
Примечательно, что когда проворачивается шатунное полукольцо, его просто обновляют. Однако делать так неправильно — потому что ресурс сопряжённой пары шатун-шейка в этом случае сокращается практически на 70%. Поэтому надо заменять и сам шатун, в котором часто можно обнаружить поломанный замок. А наиболее оптимальным способом ремонта считается расточка коленвала и замена вкладышей в комплекте, вместе с шатунами.
