Вкладыши коленвала и их замена
Коленчатый вал — одна из ключевых деталей любого транспортного средства с поршневым ДВС. Устройству и назначению коленвала посвящена отдельная . А сейчас поговорим о том, что помогает ему функционировать бесперебойно. Речь пойдет о вкладышах.
Вкладыши устанавливаются между коренными шейками коленвала и постелью в блоке цилиндров,а еще между шатунными шейками и внутренней поверхностью нижних головок шатунов. По сути это подшипники скольжения, позволяющие снизить трение при вращении вала и предотвратить его заклинивание. Подшипники качения здесь неприменимы, они попросту не смогут долго выдерживать такие условия эксплуатации.
Кроме уменьшения трения вкладыши позволяют правильно расположить и отцентровать детали. Еще одна важная их функция — распределение смазки с образованием масляной пленки на поверхности взаимодействующих деталей.
Вкладыш представляет собой составную деталь из двух плоских металлических полуколец. В паре они полностью охватывают шейку коленвала. На одном из торцов полукольца имеется замок, с его помощью вкладыш фиксируется в посадочном месте. В упорных подшипниках делаются буртики — боковые стенки, которые также позволяют фиксировать деталь и не дают валу смещаться по оси.
В полукольцах имеется одно или два отверстия, через них осуществляется снабжение смазкой. На вкладышах, которые находятся со стороны масляного канала, делается продольная бороздка, по ней смазка поступает к отверстию.
Подшипник имеет многослойную структуру, в его основе — пластина из стали. С внутренней (рабочей) стороны на нее нанесено антифрикционное покрытие, обычно состоящее из нескольких слоев. Можно выделить два конструктивных подвида вкладышей — биметаллические и триметаллические.
У биметаллических на стальную основу толщиной от 1 до 4 мм нанесено антифрикционное покрытие 0,25…0,4 мм. В его составе обычно мягкие металлы — медь, олово, свинец, алюминий в разных пропорциях. Также возможны добавки цинка, никеля, кремния и иных веществ. Между основой и антифрикционным слоем часто имеется алюминиевый или медный подслой.
У триметаллического подшипника есть еще один тонкий слой из свинца с добавлением олова или меди. Он препятствует коррозии и снижает изнашивание антифрикционного слоя.
Для дополнительной защиты в процессе транспортировки и приработки на полукольца с обеих сторон может наноситься напыление из олова.
Структура вкладышей коленвала не регламентирована какими-либо стандартами и может отличаться у разных производителей.
Вкладыши — детали прецизионного типа, обеспечивающие зазоры в определенных пределах во время вращения коленвала. В зазор под давлением подается смазка, которая из-за эксцентричного смещения вала образует так называемый масляный клин. Фактически в нормальных условиях коленвал не касается подшипника, а вращается на масляном клине.
Снижение давления масла или недостаточная его вязкость, перегрев, отклонение размеров деталей от номинальных, перекосы осей, попадание инородных частиц и иные причины вызывают нарушение жидкостного трения. Тогда в некоторых местах шейки вала и вкладыши начинают соприкасаться. Возрастает трение, нагрев и износ деталей. Со временем процесс приводит к выходу подшипников из строя.
После разборки и извлечения вкладышей о причинах износа можно судить по их внешнему виду.
Изношенные или поврежденные вкладыши не подлежат ремонту и просто заменяются новыми.
О возможных проблемах с вкладышами сообщит глухой металлический стук. Он становится громче по мере прогрева ДВСа или возрастания нагрузки.
Если стучит с частотой вращения коленвала, значит, серьезно изношены коренные шейки или подшипники.
Если же стук происходит с частотой в два раза меньшей, чем обороты коленвала, значит, нужно смотреть шатунные шейки и их вкладыши. Проблемную шейку можно определить точнее, отключив форсунку или свечу зажигания одного из цилиндров. Если стук пропадет или станет тише, значит, следует диагностировать соответствующий шатун.
Косвенно о проблемах с шейками и вкладышами говорит падение давления в системе смазки. В особенности, если это наблюдается на холостых оборотах после прогрева агрегата.
Подшипники бывают коренные и шатунные. Первые размещаются в посадочных местах в корпусе БЦ, они охватывают коренные шейки и способствуют плавному вращению непосредственно самого вала. Вторые вставляются в нижнюю головку шатуна и вместе с ней охватывают шатунную шейку коленвала.
Изнашиванию подвержены не только вкладыши, но и шейки вала, поэтому замена изношенного подшипника вкладышем стандартного размера может привести к тому, что зазор окажется чересчур велик.
Для компенсации износа шеек может потребоваться устанавливать подшипники ремонтных размеров с увеличенной толщиной. Как правило, вкладыши каждого последующего ремонтного размера на четверть миллиметра толще предыдущего. Подшипники первого ремонтного размера толще стандартного на 0,25 мм, второго — на 0,5 мм и так далее. Хотя в некоторых случаях шаг ремонтных размеров может быть иным.
Чтобы определить степень изношенности шеек коленвала, нужно не только измерить их диаметр, но и диагностировать на овальность и конусность.
Для каждой шейки при помощи микрометра производятся замеры в двух перпендикулярных плоскостях A и B в трех сечениях — сечения 1 и 3 отстоят от щек на четверть длины шейки, сечение 2 находится посредине.
Максимальная разность диаметров, измеренных в разных сечениях, но в одной плоскости, даст показатель конусности.
Разность диаметров в перпендикулярных плоскостях, измеренных в одном и том же сечении, даст величину овальности. Для более точного определения степени овального износа измерения лучше произвести в трех плоскостях через каждые 120 градусов.
Зазоры
Величина зазора — это разность между внутренним диаметром вкладыша и диаметром шейки, делённая на 2.
Определение внутреннего диаметра вкладыша, особенно коренного, бывает затруднено. Поэтому для измерения удобно воспользоваться калиброванной пластиковой проволокой Plastigauge (Пластигейдж). Процедура замера следующая.
- Очистите шейки от смазки.
- Поместите кусок калиброванного стержня поперек измеряемой поверхности.
- Поставьте крышку подшипника, зажав крепеж с номинальным усилием при помощи динамометрического ключа.
- Не проворачивайте коленвал.
- Теперь открутите крепление и снимите крышку.
- Приложите калибровочный шаблон к расплющенному пластику и по его ширине определите зазор.
Если его величина не вписывается в допустимые пределы, шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер.
Шейки часто изнашиваются неравномерно, поэтому все измерения нужно сделать для каждой из них и отшлифовать их, приведя к одному ремонтному размеру. Лишь Далее можно подбирать и устанавливать вкладыши.
Подбирая вкладыши для смены, нужно обязательно учитывать модельный ряд ДВС, а Бывает, что даже конкретную модель ДВСа. В подавляющем большинстве случаев подшипники от других агрегатов окажутся несовместимы.
Номинальные и ремонтные размеры, величины зазоров, возможные допуски, моменты затяжек болтов и другие параметры, связанные с коленвалом, можно найти в ремонтном мануале вашего автомобиля. Подбор и установку вкладышей следует производить в строгом соответствии с мануалом и метками, выбитыми на коленвале и корпусе БЦ.
Правильная процедура смены подшипников предполагает полный демонтаж коленвала. А значит, придется снимать ДВС. Если у вас есть соответствующие условия, необходимый набор инструментов, опыт и желание, то можете приступать. В противном случае вам дорога в автосервис.
Перед тем как снимать крышки вкладышей, следует их пронумеровать и пометить, чтобы при монтаже установить на прежние места и в прежнем положении. Это касается и вкладышей, если они в исправном состоянии и предполагается их дальнейшее использование.
Снятый вал, вкладыши и сопряженные детали тщательно очищаются. Проверяется их состояние, особое внимание при этом следует уделить проверке чистоты масляных каналов. Если вкладыши имеют дефекты — задиры, отслоения, следы плавления или прикипания — то их нужно заменить.
Далее производятся требуемые замеры. В зависимости от полученных результатов шлифуются шейки.
Если вкладыши нужного размера имеются в наличии, то можно приступать к монтажу коленвала.
Сборка
У , предназначенных для размещения в постели БЦ, есть канавка для смазки, а те полукольца, что вставляются в крышки, проточки не имеют. Менять их местами нельзя.
Перед установкой всех вкладышей их рабочие поверхности,а еще шейки коленвала нужно смазывать маслом.
и подшипники устанавливаются в постели блока цилиндров, а на них укладывается коленвал.
Ставятся на место крышки коренных вкладышей в соответствии с маркировкой и сделанными во время демонтажа метками. Болты затягиваются с нужным моментом в 2—3 прохода. Сначала производится затяжка крышки центрального подшипника, далее по схеме: 2-й, 4-й, передний и задний вкладыш.
Когда все крышки затянуты, проверните коленвал и убедитесь в том, что вращение происходит легко и без заеданий.
Смонтируйте шатуны. Каждую крышку нужно обязательно ставить на свой шатун, так как их заводская расточка производится совместно. Замки вкладышей должны располагаться на одной стороне. Затяните болты с требуемым моментом.
В интернете можно найти немало рекомендаций по замене подшипников без нужности весьма хлопотного процесса снятия . Один из таких способов заключается в использовании болта или заклепки, который вставляется в масляное отверстие шейки. Головку болта при нужности нужно сточить так, чтобы она не превышала по высоте толщину вкладыша и свободно проходила в зазор. При проворачивании коленвала головка упрется в торец полукольца подшипника и вытолкнет его наружу. далее подобным образом на место извлеченного ставится новый вкладыш.
Действительно, такой способ работает, и риск повредить что-либо невелик, нужно лишь добраться до коленвала из смотровой ямы. Однако он может иметь непредсказуемые последствия, поэтому применять его вы будете на свой страх и риск.
Проблема подобных народных методов заключается в том, что они не предусматривают детальной дефектовки и замеров коленвала и абсолютно исключают шлифовку и подгонку шеек. Всё делается на глаз. В итоге проблема может оказаться замаскированной, но через какое-то время проявиться вновь. Это в лучшем случае.
Менять вышедшие из строя вкладыши без учета износа шеек коленвала крайне нестоит. В процессе эксплуатации шейка может, к примеру, приобрести форму овала. И тогда простая замена вкладыша почти гарантированно приведет в скором времени к его проворачиванию. В результате как минимум появятся задиры на коленвале и его придется шлифовать, а как максимум потребуется серьезный ремонт ДВС. Если провернет , может выйти из строя .
Неправильный зазор тоже вызовет серьезные негативные последствия. Люфт чреват стуком, вибрацией и еще большим износом. Если же зазор, напротив, меньше допустимого, тогда возрастает риск заклинивания.
Хотя и в меньшей степени, но постепенно изнашиваются и другие сопряженные детали — головки шатунов, постель коленвала. Об этом также не следует забывать.
