В просторечии проблемы с коренными и коническими роликовыми подшипниками называют «вращением», «прокручиванием подшипников» или «стуком в нижней части двигателя».
Что такое вкладыш шатунный? Вкладыши коренные и шатунные
На многих автомобильных форумах вы часто читаете о стучащих звуках в двигателе или проверенных вкладышах подшипников. Это аварийная ситуация в двигателе внутреннего сгорания. Когда говорится о проверке вкладыша подшипника, это означает, что подшипники в коленчатом валу и шатунах были смещены и изношены. Это серьезная неисправность, которая встречается довольно часто. Автомобилисты видят причину в некачественном моторном масле неизвестного производителя.
Но есть и много других причин, которые не связаны напрямую с маслом и его качеством. В качестве доказательства можно привести множество примеров выхода из строя главных клапанов при использовании в двигателе масла оригинальной марки. Или наоборот — подшипники работают несколько сотен тысяч километров на масле посредственного качества. Давайте теперь проанализируем, почему вращаются вкладыши подшипников коленчатого вала, какие факторы влияют на это и что является основной причиной этого явления.
Это также одна из самых популярных неисправностей. Многие автовладельцы сталкиваются с этой проблемой. Но не все знают причины. Давайте выясним, что происходит в компоненте. Пластина подшипника шатуна довольно тонкая.
Он размещается на подходящем сиденье. Внешние стенки полуколец имеют специальные выступы, которые упираются в переднюю часть блока цилиндров, когда двигатель еще работает неровно. В определенный момент посадочное место подшипника просто перестает удерживать шатун. В результате получается типичный вращающийся подшипник. Пластина не только вращается, но и прилипает к коленчатому валу. В этом случае двигатель останавливается и больше не может быть запущен.
Специалисты по ремонту двигателей внутреннего сгорания видят несколько причин, почему подшипники вращаются. Часто это происходит из-за слишком густого масла, в котором застряли частицы металла. Смазка с примесями оказывает абразивное воздействие на втулки подшипников. Нередко бывает, что масло отсутствует. Особенно страдают автомобили с изношенными контактными кольцами. Часть смазочного материала просто стекает «в трубу». В результате ломается вкладыш, и двигатель отправляется на ремонт. Возможно, крышки подшипников недостаточно затянуты. И, наконец, еще одна причина. Она слишком тонкая. Такие продукты особенно вредны для высоконагруженных двигателей.
Нарушение натяга
Если крышки подшипников закручены туго, это также может быть причиной. Этого не произошло бы в серийных автомобилях, собранных на заводе опытными учеными. Однако, если двигатель был построен новым, подшипники, скорее всего, не были хорошо подогнаны, а размер был неправильным.
При работе двигателя вкладыши подшипников подвергаются повышенному моменту трения. Этот крутящий момент имеет тенденцию вращать вкладыши подшипников. А из-за меньшего усилия, с которым деталь удерживается в нужном положении, риск вращения возрастает многократно. Из-за неравномерной нагрузки неплотное прилегание подшипника скольжения приводит к вибрации вкладыша. Смазочная пленка также нарушается. В результате деталь будет вращаться, и удерживающая ее шпала не сможет предотвратить это.
Признаки и причины износа
Теперь рассмотрим непосредственно типы повреждений, которые способствуют износу и выходу из строя футеровки.
Попадание инородных тел
Знаки. Одним из признаков попадания инородных тел или грязи является локальное повреждение рабочей поверхности обшивки. В некоторых случаях на обратной стороне детали также могут быть незначительные повреждения. Как правило, отложения или грязь на поверхности лайнера являются основной причиной дальнейших повреждений. Поэтому необходимо как можно раньше обнаружить это повреждение. В противном случае разрушение будет продолжать распространяться, и большая площадь будет повреждена до 100%.
Причины. Как упоминалось ранее, это состояние вызывается грязью или мусором между обтекателем и его опорой. Это также вызывает зоны повышенного давления масла, где масляная пленка повреждена. Это, в свою очередь, приводит к разрушению поверхности футеровки в процессе эксплуатации.
В первую очередь необходимо осмотреть поверхности подшипников втулок и коленчатого вала на предмет повреждений. В этом случае их необходимо отремонтировать. После этого убедитесь, что поверхности чистые. Это особенно актуально, если устанавливаются новые вкладыши.
Грязевая эрозия
Знаки. Признаком грязевой коррозии являются царапины или грязевые пятна. Иногда и то, и другое. В тяжелых случаях коррозия может распространиться на участки вблизи нефтяных скважин.
Причины. Это происходит из-за некачественного масла, содержащего мутные загрязнения или абразивные материалы.
Устранение. Необходимо проверить работу всех движущихся частей двигателя. В частности, необходимо тщательно проверить систему смазки. Также рекомендуется проверить масло и систему очистки воздуха (особенно фильтры). При сборке двигателя следует избегать попадания грязи. После всего этого необходимо заменить масло на новое.
Коррозионное истирание
Знаки. Это коррозионное трение на задней стальной поверхности вкладыша. Обычно признаки коррозии обнаруживаются вблизи стыков полуоболочек.
Причины. В этом случае причин может быть несколько. Среди них:
- Уменьшение силы сжатия. Это приводит к небольшому перемещению корпуса подшипника скольжения относительно опорной поверхности.
- Крепежные винты при сборке были затянуты слабо.
- На контактных поверхностях подшипников имеются инородные тела.
- Постоянная работа двигателя на высокой скорости (особенно если это происходит часто).
- Использование вставок с неподходящими размерами (шириной).
Устранение. В зависимости от различных причин неисправности могут различаться и способы ее устранения. В частности:
- Затяните крепежные болты моментом, рекомендованным производителем автомобиля.
- Проверьте диаметр опорного подшипника.
- Убедитесь, что контактные поверхности между втулкой и опорой чистые.
- Используйте вкладыш соответствующего размера (ширины).
- Старайтесь не запускать двигатель на высоких оборотах в течение длительного периода времени.
Обычно принято измерять минимальную толщину (Te) на определенной высоте h, чтобы исключить область сбора в зоне стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Te — Te.
Что такое шатунные вкладыши коленвала?
Как уже видно из предисловия, подшипники коленчатого вала — это подшипники скольжения коленчатого вала, которые передают вращательное движение коленчатому валу. Вращение возникает в результате микровзрывов в камерах сгорания двигателей внутреннего сгорания. Эта система автомобиля постоянно подвергается воздействию высоких скоростей и экстремальных нагрузок. Поэтому крайне важно минимизировать трение между компонентами, иначе может произойти немедленное повреждение двигателя. Чтобы трение между компонентами двигателя внутреннего сгорания было как можно меньше, их покрывают специальной тонкой пленкой масла.
Это обеспечивается системой смазки двигателя автомобиля. Эта пленка образуется только тогда, когда масло находится под достаточным давлением. Втулки коленчатого вала и коленчатый вал также разделены этой крошечной пленкой масла. Такая защита максимально снижает силы трения. Из этого можно сделать вывод, что вкладыши подшипников коленчатого вала, безусловно, являются защитными компонентами, которые продлевают срок службы этого важнейшего компонента двигателя автомобиля. Прежде всего, есть две категории: Коренные подшипники и подшипники коленчатого вала.
Шатунные подшипники расположены между шатунами и подшипниками коленчатого вала. Радиальные подшипники выполняют функцию, аналогичную первым, но располагаются на коленчатом валу в том месте, где он проходит через корпус двигателя внутреннего сгорания. Втулки подшипников коленчатого вала имеют разные внутренние диаметры. Это зависит от типа двигателя, для которого они изготовлены. Вкладыши подшипников коленчатого вала для ремонта не идентичны друг другу и уж тем более не идентичны новым вкладышам, установленным на совершенно новом автомобиле. Единственное различие между вкладышами подшипников коленчатого вала кратно 0,25 мм. Другими словами, диапазон их размеров по внутреннему диаметру примерно следующий: 0,25, 0,5, 0,75, 1 мм и т.д.
Причины поломки
Эти компоненты коленчатого вала подвержены повышенному риску отказа из-за сил, которым они подвергаются. Износ и скручивание являются основными причинами повреждения этих компонентов. Первый считается нормальным износом, так как он изнашивается со временем, что приводит к увеличению хода коленчатого вала, который снижает расход масла из-за низкого давления.
Вторая ситуация возникает из-за слишком тонкой прокладки, которая прилипает к коленчатому валу во время вращения. Это фактически приводит к повреждению двигателя. Причины второго случая следующие:
- чрезвычайная вязкость смазочного материала, поглощение вредных примесей или их полное отсутствие,
- слабое натяжение входящих в комплект крышек подшипников,
- смазка слишком разбавлена,
- двигатель часто эксплуатируется в условиях регулярных перегрузок.
Все это приводит к повреждению этих компонентов и делает работу двигателя практически невозможной. Поэтому важно заменять неисправные детали и переустанавливать их при обнаружении повреждений.
Почему проворачивает шатунные вкладыши или вкладыши коленвала
Вставки в двигателе размещаются в специальном монтажном положении (ложе вкладыша). Установка требует специального крепления, так как в корпусе гильз имеются отверстия, через которые в них может подаваться моторное масло. Эти отверстия должны точно совпадать с отверстиями в компонентах, чтобы масло могло проходить через них. Крепление втулки необходимо еще и потому, что во время работы двигателя на поверхностях соединенных компонентов возникает трение.
Исходя из вышеизложенной информации, становится ясно, что если подшипник шейки коленчатого вала вращается, то могут иметь место следующие причины:
- недостаточная опора подшипника,
- чрезмерное трение на поверхности подшипника,
Хорошо известно, что трение возникает, когда два тела скользят друг по другу под определенной нагрузкой. Общая величина силы трения зависит от величины нагрузки, действующей на пару трения, а также от коэффициента трения. Для уменьшения силы трения при изготовлении деталей используются специальные антифрикционные материалы с низким коэффициентом трения.
При футеровке скользящий материал наносится на поверхность футеровки. Когда коленчатый вал вращается относительно вкладышей подшипников, между ним и коленчатым валом возникает сила трения, заставляющая вкладыши подшипников вращаться относительно своих опорных поверхностей. Гильзы удерживаются на месте специальным язычком для предотвращения вращения и смещения. При установке сами гильзы вставляются с определенным переразмером, величина которого была рассчитана конструкторами отдельных двигателей внутреннего сгорания.
Очевидно, что чрезмерное трение или недостаточно плотное прилегание (переразмер) являются основными причинами того, что вкладыш не удерживается в установочном положении. Следует отметить, что недостаточное перекрытие вкладышей встречается крайне редко, когда двигатель собирается на заводе. Чаще всего проблемы с коренными или поршневыми подшипниками возникали после капитального ремонта двигателя. Другими словами, неправильный подбор размеров вкладышей и другие ошибки, не позволяющие правильно натянуть подшипник, могут привести к вращению. При неравномерной нагрузке на коленчатый вал вкладыши подшипников с заниженными размерами начинают вибрировать, масляная пленка на их поверхности разрушается, и вкладыши могут «залипать». В такой ситуации вращение неизбежно, поскольку подпорный рычаг не выдерживает вращательного момента самого внутреннего сосуда.
Как уже упоминалось выше, еще одной причиной проворачивания втулок двигателя является чрезмерный момент трения, то есть нарушение расчетных условий работы самих подшипников. Нормальная работа вкладышей подшипников требует так называемого мокрого трения, т.е. пленка масла отделяет поверхность вкладыша от вала коленчатого вала. Это позволяет избежать прямого контакта между нагруженными деталями, обеспечивает достаточную смазку и охлаждение и минимизирует трение.
Очевидно, что коэффициент трения увеличивается, если масляная пленка недостаточно толстая или разрывается. Эксплуатация постоянно нагруженных деталей сцепления в таких условиях приводит к увеличению крутящего момента. Чем больше трение, тем выше риск того, что втулки подшипников коленчатого вала будут скручиваться под воздействием этих повышенных нагрузок.
При правильно подобранных подшипниках коленчатого вала двигатель будет работать плавно и эффективно даже при большом пробеге в различных условиях эксплуатации.
Условия работы подшипников скольжения
Масляная пленка предотвращает локальную концентрацию нагрузки. Однако при определенных условиях гидродинамическое трение превращается в смешанное трение. Это происходит в том случае, если есть
— недостаточный поток масла,
— низкая вязкость масла,
— перегрев масла, что еще больше снижает его вязкость,
— высокая шероховатость поверхностей подшипника и вала,
— деформации и геометрические дефекты подшипника, его посадочного места или вала.
При смешанном трении чередуются прямой физический контакт поверхностей и гидродинамическое трение. Это может привести к истиранию, повышенному износу подшипников и даже заклиниванию вала.
Для двигателей внутреннего сгорания характерны циклические нагрузки на подшипники из-за колебаний давления в цилиндре и инерционных сил, вызванных движущимися частями. И эти циклические нагрузки на подшипник также могут привести к его разрушению. Это приводит к повышенным требованиям к материалам, из которых они изготавливаются.
Структура шарикоподшипников
Материалы подшипников скольжения
Материалы, из которых изготавливаются подшипники, должны обладать многими, иногда противоречивыми, свойствами.
— Усталостная прочность (максимальная нагрузка) — это максимальная циклическая нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение неограниченного количества циклов. Превышение этой нагрузки приведет к появлению усталостных трещин в материале.
— Сопротивление адгезии (совместимость) — способность материала подшипника не сцепляться с материалом вала при непосредственном физическом контакте.
— Износостойкость — это способность материала подшипника сохранять свои размеры, несмотря на присутствие абразивных частиц в масле и в условиях механического контакта с валом.
— Эксплуатационный допуск — это способность материала подшипника компенсировать незначительные геометрические неровности вала и корпуса за счет незначительного местного износа или пластической деформации.
— Поглощающая способность — способность материала подшипника поглощать мелкие инородные частицы, циркулирующие вместе с маслом.
— Коррозионная стойкость — это способность материала подшипника противостоять химическому воздействию окисленного или загрязненного масла.
— Кавитационная стойкость — это способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, вызванные схлопыванием кавитационных пузырьков (пузырьки образуются в результате резкого падения давления в текущем масле).
Эксцентриситет подшипников качения
Поэтому долговечность и надежность подшипника скольжения достигается сочетанием высокой прочности (усталостная прочность, износостойкость, кавитационная стойкость) и мягкости (эксплуатация, сопротивление разрушению, демпфирующая способность).
Это означает, что материал должен быть твердым и мягким одновременно. Звучит парадоксально, но существующие материалы для подшипников сочетают в себе эти противоположные свойства — хотя и с некоторыми компромиссами.
Для достижения такого компромисса используются композитные структуры, которые могут быть как многослойными (мягкое покрытие на твердой подложке), так и дисперсными (мягкие частицы в твердой матрице).
Биметаллические подшипники имеют стальную основу для обеспечения жесткости и интерференции в тяжелых условиях высоких температур и циклических нагрузок.
Второй слой материала изготовлен из антифрикционного сплава. Его толщина относительно велика: около 0,3 мм. Толщина антифрикционного слоя является важной характеристикой биметаллических подшипников, которые способны работать в условиях относительно больших геометрических неровностей и компенсировать их. Биметаллический подшипник также обладает хорошей поглощающей способностью и поглощает как мелкие, так и крупные включения в масле.
Слой износа обычно состоит из алюминия с 6-20% олова в качестве основного смазочного материала: олово обеспечивает антифрикционные свойства. Кроме того, сплав часто содержит 2-4 % кремния в виде небольших включений, распределенных в алюминии. Твердый кремний упрочняет сплав и обладает способностью полировать поверхность вала — поэтому его присутствие особенно важно при обработке валов из ковкого чугуна. Сплав может быть дополнительно упрочнен небольшими добавками меди, никеля, марганца, ванадия и других элементов.
Триметаллические подшипники имеют, помимо стальной основы, промежуточный слой из медного сплава, содержащего 20-25% свинца в качестве твердой смазки и 2-5% олова для упрочнения меди.
Геометрические характеристики подшипников скольжения
Масляный зазор является важным геометрическим параметром подшипников. Он соответствует разнице между внутренним диаметром подшипника и диаметром вала (внутренний диаметр подшипника измеряется под углом 90° к разделительной линии между верхней и нижней гонками).
Размер масляного зазора является очень важным параметром. Большой масляный зазор приводит к увеличению потока масла, что уменьшает нагрев в подшипнике, но вызывает неравномерное распределение нагрузки (она концентрируется на меньшей площади и увеличивает вероятность разрушения из-за усталости). Кроме того, слишком большой зазор вызывает значительную вибрацию и шум. Слишком маленький зазор приводит к перегреву масла и резкому снижению его вязкости.
Типичные значения для легковых автомобилей: Smin = 0,0005D, Smax = 0,001D, а для гоночных автомобилей Smin = 0,00075D, Smax = 0,0015D (где D — диаметр оси).
Эксцентриситет — это мера некруглости подшипника. Внутренняя поверхность подшипника не является идеально круглой. Он имеет форму лимона, лежащего на боку. Это достигается за счет переменной толщины несущей стены, которая имеет максимальное значение (T) в центральной части и постепенно уменьшается к переходу.
Обычно принято измерять минимальную толщину (Te) на определенной высоте h, чтобы исключить область сбора в зоне стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Te — Te.
Эксцентриситет, вызванный разной толщиной стенок вкладыша, добавляется к эксцентриситету, вызванному смещением вала относительно центра подшипника. Эксцентриситет способствует стабилизации гидродинамической смазки за счет создания масляного клина с большим углом схождения. Рекомендуемые значения эксцентриситета: 5-20 мкм для легковых автомобилей, 15-30 мкм для гоночных автомобилей.
Увеличение размеров подшипника необходимо для обеспечения надежной посадки подшипника в опоре. Плотно посаженный подшипник имеет равномерный контакт с опорной поверхностью — это предотвращает проскальзывание подшипника во время работы, обеспечивает максимальный отвод тепла из зоны трения и повышает жесткость подшипника. Поэтому внешний диаметр и окружность подшипника всегда больше, чем диаметр и окружность седла.
Поскольку непосредственно измерить внешнюю окружность подшипника сложно, обычно измеряется другой параметр: высота буртика (свеса). Общий свес равен разнице между внешней окружностью половины подшипника и окружностью половины посадочного места.
Испытуемая вставка помещается в измерительный блок и прижимается с определенной силой F, величина которой пропорциональна площади поперечного сечения несущей стены. Оптимальная высота буртика муфты зависит от диаметра подшипника, жесткости и теплового расширения седла, а также от температуры. Типичные значения высоты буртика для подшипников диаметром 40-65 мм составляют: 25-50 мкм для легковых автомобилей, 50-100 мкм для гоночных автомобилей.
Несмотря на усовершенствованные конструкции, материалы и технологии, в процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания износ и выход из строя подшипников происходит неоднократно. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников является необходимым, но недостаточным. Подробнее об этом вы узнаете в следующей статье.
— Эксплуатационный допуск — это способность материала подшипника компенсировать незначительные геометрические неровности вала и корпуса за счет незначительного местного износа или пластической деформации.
Обнаружение неисправностей
Все описанные выше элементы работают в очень «стрессовых» условиях: Они постоянно подвергаются высоким нагрузкам и при неправильной установке быстро выходят из строя. Например, слишком малый момент затяжки может привести к заеданию или проблемам со смазкой.
Износ ускоряется, когда:
- Для смазки используется масло низкой вязкости,
- коленчатый вал постоянно подвергается высоким нагрузкам в течение длительного периода времени,
- двигатель работает при высоких температурах (когда масло теряет свою вязкость из-за перегрева),
- остатки оседают внутри компонента,
- происходит деформация и т.д.
Металлический лязгающий звук, слышимый во время движения, может указывать на неисправность. Он становится громче, когда двигатель прогрет. Кстати, по звуку можно определить, какие детали повреждены:
- Стук при каждом обороте коленчатого вала означает, что шейка коленчатого вала изношена,
- Если вы слышите половину такта, проблема, скорее всего, в шатуне.
Предупреждающая лампочка давления масла на приборной панели также может указывать на проблему (особенно заметна на холостом ходу, после прогрева двигателя, когда вязкость масла снижается).
Особенности ремонта и замены
Дефектные подшипники ремонту не подлежат. Они должны быть заменены. Следует помнить, что даже если эта деталь слегка деформирована, весь коленчатый вал должен быть отшлифован и отрегулирован.
Где приобрести вкладыши
ВолгаДеталь предлагает широкий ассортимент коренных и шатунных подшипников различных производителей: Daido Metal Rus, Federal Mogul, DZV и другие. Здесь вы можете заказать и купить товары в больших количествах с доставкой.
Производители подшипников постоянно разрабатывают инновационные материалы для подшипников. Это новые материалы, которые могут быть использованы в высокопроизводительных двигателях (дизельных двигателях с непосредственным впрыском и турбокомпрессорами), а также в гибридных двигателях и двигателях «старт-стоп», среди прочих:
Что такое вкладыши коленвала?
Подшипники коленчатого вала — часть механизма коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, подшипник, который уменьшает потери на трение и заклинивание деталей в местах контакта коленчатого вала с подшипником блока двигателя и коленчатого вала с поршнями. Использование роликовых подшипников связано со сложными условиями и высокими нагрузками, при которых роликовые подшипники (шариковые или роликовые) были бы неэффективны и имели бы короткий срок службы. Сегодня в большинстве электростанций используются вкладыши, и только в некоторых маломощных одно- и двухцилиндровых двигателях в качестве подшипников коленчатого вала применяются роликовые подшипники.
Корпуса подшипников коленчатого вала выполняют несколько основных функций:
— уменьшение сил трения в месте контакта между коленчатым валом, блоком цилиндров и шатунами; — передача сил и крутящих моментов, возникающих при работе двигателя — от шатунов к коленчатому валу, от коленчатого вала к блоку двигателя и т.д. правильное распределение масла (образование масляной пленки) на поверхностях деталей трения; — правильная центровка и расположение деталей относительно друг друга.
Подшипники коленчатого вала играют важную роль в работе силовой установки, но при этом относительно просты в изготовлении.
Типы и характеристики вкладышей коленчатых валов
Подшипники коленчатого вала классифицируются по месту установки, назначению и ремонтным размерам.
В зависимости от места установки существует два типа вкладышей подшипников:
Подшипники установлены на подшипнике коленчатого вала в блоке двигателя и окружают коренные валы коленчатого вала, чтобы коленчатый вал мог свободно вращаться. Шатунные подшипники установлены на нижней головке шатуна и окружают шейку коленчатого вала.
Подшипники также делятся на две группы в зависимости от их назначения:
— обычные — они обеспечивают только снижение сил трения в местах контакта компонентов; — внутренние — они дополнительно фиксируют коленчатый вал на своем посадочном месте и предотвращают осевое смещение коленчатого вала.
Обычные подшипники представляют собой плоские тонкостенные полукольца. Пластинчатые подшипники могут быть упорными полукольцами (используются с плоским полукольцом) или вкладышами, где полукольца устанавливаются на передней части двигателя, а вкладыши — на одной или обеих опорах стойки коленчатого вала.
Вкладыши подшипников коленчатого вала изнашиваются и подлежат замене при износе подшипников коленчатого вала и увеличении зазора между ними. Если установить новые втулки той же толщины, что и старые, то зазор будет больше, что создает риск возникновения стуков и повышенного износа. Чтобы избежать этого, используются так называемые ремонтные втулки, которые немного толще, чтобы компенсировать износ коленчатых валов. В то время как новые вкладыши подшипников имеют размер 0,00, вкладыши подшипников новой конструкции выпускаются с шагом толщины 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 мм и обозначаются +0,25, +0,5 и так далее.
При выборе подшипников следует учитывать тип двигателя, износ навесных деталей и наличие ремонтных вкладышей. Вкладыши подшипников обычно изготавливаются для одного модельного ряда или даже одной модели двигателя, поэтому их не следует заменять деталями от другого двигателя (за некоторыми исключениями). Также не следует использовать вкладыши подшипников без учета износа коленчатого вала, так как это приведет к еще большим проблемам.
Перед выбором размера сменного подшипника необходимо определить износ коленчатого вала и других компонентов, связанных с коленчатым валом (вкладыши подшипников шеек коленчатого вала, наконечники шатунов, которые, однако, подвержены меньшему износу). Обычно валы изнашиваются неравномерно, при этом одни пальцы подшипника изнашиваются больше, а другие меньше, но для ремонта приобретается комплект одинаковых вкладышей, поэтому все пальцы подшипника должны быть отшлифованы до одинакового размера. Коленчатые валы должны быть отшлифованы до одинакового размера в зависимости от того, имеются ли подшипники правильных ремонтных размеров для данного двигателя. Для двигателей с небольшим пробегом требуемый размер +0,25 или +0,5, для двигателей с большим пробегом может потребоваться размер шатуна +1,0, а для старых двигателей +1,5. Поэтому для новых двигателей обычно предлагаются три-четыре различных размера гильз (до +0,75 или +1,0), а для старых двигателей можно найти гильзы до +1,5.
Вкладыши подшипников коленчатого вала должны быть подобраны так, чтобы при сборке двигателя между коленчатым валом и поверхностью подшипника оставался зазор 0,03-0,07 мм. Меньший зазор создает риск заклинивания, а больший зазор увеличивает проскальзывание коленчатого вала, износ деталей и общий шум двигателя.
При правильно подобранных подшипниках коленчатого вала двигатель будет работать плавно и эффективно даже при большом пробеге в различных условиях эксплуатации.
Несмотря на усовершенствованные конструкции, материалы и технологии, в процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания износ и выход из строя подшипников происходит неоднократно. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников является необходимым, но недостаточным. Подробнее об этом вы узнаете в следующей статье.
Вкладыши коленчатого вала: что должен знать о них автолюбитель?
Двигатель автомобиля — это сложный агрегат, состоящий из тысяч различных деталей. Для того чтобы система ДВС функционировала сбалансированно, все компоненты должны работать правильно. В этой статье мы поговорим о втулках подшипников коленчатого вала: для чего они нужны, какова их идентификация и как заменить детали.
Описание вкладышей коленвала
Все коренные и шатунные шейки коленчатого вала имеют свои размеры, которые необходимо обработать после шлифовки. Эти размеры должны точно соответствовать размерам вкладышей подшипников коленчатого вала. Поэтому при покупке деталей необходимо учитывать размеры вашего автомобиля, так как каждый двигатель имеет свои размеры.
Вкладыши подшипников коленчатого вала, срок службы которых истек.
Если вы владеете, например, ВАЗ классикой, вам следует помнить, что отечественные автомобили имеют четыре втулки коленчатого вала разного размера. Это означает, что коленчатый вал в принципе может быть повторно открыт не более четырех раз. Следует также отметить, что внешний размер вкладышей подшипников коленчатого вала имеет неизменный внешний размер, в то время как внутренний размер может быть отрегулирован путем увеличения толщины элементов.
Назначение вкладышей
В основном, вкладыши подшипников коленчатого вала, независимо от их названия, служат в качестве подшипников для улучшения антифрикционных свойств шатунов. Так называемые шатуны служат для вращения коленчатого вала за счет микровзрыва горючей смеси в камерах сгорания двигателя. Поскольку компоненты регулярно изнашиваются, автомобилист должен своевременно снимать и заменять их, что также предполагает расточку вала.
Не секрет, что при работе двигателя внутренние компоненты подвергаются высоким нагрузкам и скоростям. Это означает, что двигатель просто обязан уменьшить трение, в противном случае агрегат может выйти из строя практически сразу. Чтобы силы трения были как можно меньше, все необходимые компоненты двигателя работают в микрометровой пленке масла.
Изношенная и новая подкладка
Эта пленка, которая окружает металлические части двигателя, образуется только при достаточном давлении жидкости. В частности, между несущим валом коленчатого вала и вкладышем всегда должна быть пленка, чтобы величина трения была не такой высокой, как могла бы быть. Поэтому вкладыши из металла обеспечивают защиту, которая может продлить срок службы всего коленчатого вала.
Конструкция
Втулка коленчатого вала может выглядеть как обычная деталь, но она изготовлена из множества различных металлов.
Втулка коленчатого вала состоит из нескольких слоев, которые мы рассмотрим ниже:
- первый слой состоит из меди, которая может составлять 69-75%,
- второй слой — свинец, который может составлять от 21 до 25%,
- третий слой — олово, примерно от 2 до 4 %.
Общая толщина оболочки составляет 250-400 микрон. Следует отметить, что иногда для плакировки используется не медь, олово и свинец, а специальный алюминиевый сплав. Маркировка в этом случае полностью зависит от производителя.
Что касается типов, то маркировка зависит от типа арматуры.
Проверка и замена вкладышей
Когда нужно менять?
Поскольку коленчатый вал подвергается воздействию высоких температур и физических нагрузок, он может удерживаться на своей оси только с помощью подшипников. Шатуны — как коренные, так и шатунные — выступают в роли внутренних колец, а гильзы — в роли внешних. Как и все другие компоненты двигателя, вкладыши подшипников со временем изнашиваются и в конечном итоге требуют замены.
Физический износ — это основное состояние, которое требует удаления и замены компонентов. Как бы автомобилисты ни хотели избежать износа, это невозможно. Эксплуатация автомобиля с изношенными компонентами может привести к повреждению двигателя.
Однако необходимость в снятии и установке новых деталей может возникнуть и в других ситуациях. Например, владельцы отечественных автомобилей часто сталкиваются с такой проблемой, как коленвал. Тонкая пластина элемента вставляется в специальный паз, а снаружи выступы упираются в торцы подшипника. В некоторых случаях при слишком высокой нагрузке выступы не могут удержать вкладыш подшипника, и подшипник проворачивается.
В этом случае дальнейшая работа двигателя внутреннего сгорания невозможна, и эта неисправность может быть связана со следующими причинами:
- если используется слишком вязкое масло,
- из-за недостатка смазочного масла или проникновения абразивных веществ,
- если при установке крышек подшипников превышение размера слишком мало,
- если масло недостаточно густое,
- если двигатель регулярно подвергается высоким нагрузкам и перегрузкам.
Признаки износа
Если вы уже поняли, что двигатель вашего автомобиля подлежит ремонту, вам будет интересно посмотреть, как выглядит износ деталей. Для измерения вам понадобится микрометр, но вы также можете увидеть повреждение визуально. Во время осмотра также необходимо определить, можно ли снова открыть ось.
С другой стороны, если подшипники начали вращаться, их следует как можно скорее снять и заменить. Одним из признаков износа является громкий шум от вала, снижение мощности двигателя и регулярные попытки двигателя остановиться.
Если оси блокируются, управление автомобилем невозможно. В любом случае необходимо провести тщательный осмотр компонентов. Если на шейке коленчатого вала видны волнообразные повреждения, которые обычно можно почувствовать руками, коленчатый вал следует заменить. Следовательно, вкладыши подшипников коленчатого вала также подлежат замене. Если вы хотите купить новые детали, лучше всего делать это после расточки двигателя, так как при достаточно большом износе вы можете неправильно рассчитать размер.
Последовательность действий по замене
В настоящее время снятие и установка гильз коленчатого вала не очень популярны среди наших автомобилистов. В большинстве случаев автолюбители доверяют эту процедуру профессионалам, но некоторые решаются на замену компонентов в домашних условиях. Мы рекомендуем выполнять ремонт самостоятельно только при наличии определенных знаний.
Процедура замены вкладышей в общих чертах описана ниже:
- Перед заменой компонентов проверьте зазор между валом и вкладышем. Для этого необходимо использовать калиброванную пластиковую проволоку в горловине. Затем крышка устанавливается с помощью фитингов и затягивается с требуемым моментом затяжки, в данном случае 51 Нм. Все измерения следует проводить динамометрическим ключом. Когда колпачок снят, величина зазора соответствует степени сплющивания проволоки. Для оценки правильности настройки используйте номинальный люфт; это значение должно быть указано в руководстве по техническому обслуживанию вашего автомобиля. Если вы обнаружите, что зазор больше, чем указано производителем вашего автомобиля, вкладыши необходимо заменить. Приобретайте вкладыши строго в соответствии с моделью вашего автомобиля; если зазор слишком велик, приобретайте детали только после сверления оси.
- Когда все зазоры измерены, необходимо снять шатуны со всех осей. Затем снимите коленчатый вал и просверлите отверстие. Сам процесс измельчения происходит в центрифуге. Конечно, такое устройство вряд ли можно найти в гараже обычного автомобилиста, поэтому шлифовку лучше доверить профессионалам. После сверления коленчатого вала можно выбрать подходящие вкладыши подшипников. Опять же, необходимо использовать микрометр, а затем установить вкладыши подшипников коленчатого вала. При снятии старых подшипников обратите внимание на их состояние — возможно, они вышли из строя из-за внешнего механического воздействия. Чтобы через некоторое время неисправность не повторилась, рекомендуется устранить причину, если она вообще существует. Как вы помните, отказ футеровки может быть результатом физического износа.
- Только после подбора окончательных компонентов можно устанавливать коленчатый вал. Сборка должна выполняться в обратном порядке, все должно быть сделано правильно и в строгом соответствии с инструкциями производителя автомобиля. Только когда все детали установлены на место, можно прикручивать крышки коренных подшипников.
- Затем устанавливаются вкладыши подшипников коленчатого вала и сами шатуны коленчатого вала. В целом, этот процесс не должен занять много времени и усилий. Вкладыши подшипников смазываются моторным маслом, после чего на них навинчиваются крышки подшипников. Сама установка довольно проста, не считая подготовительных мероприятий.
