Aklaypart.ru

Авто Журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что делает вкладыш в двигателе

Почему проворачивает шатунные вкладыши или вкладыши коленвала

Вкладыши шатунов или коленвала являются подшипниками скольжения, на которые дополнительно подается моторное масло из системы смазки двигателя. Данное решение позволяет нагруженным деталям свободно и легко перемещаться, при этом достигается такое сопряжение нагруженных элементов, в котором отсутствуют зазоры и люфты. Под такими подшипниками скольжения следует понимать высокопрочный стальной лист особой формы, на который нанесено специальное антифрикционное покрытие.

Проворачивание шатунных вкладышей или вкладышей коленвала является серьезной неисправностью, которую необходимо устранять незамедлительно. Чаще всего водитель узнает о возникшей проблеме благодаря появлению отчетливого характерного шатунного стука или стука коленчатого вала двигателя. Дальнейшая эксплуатация ДВС, в котором провернут вкладыш, крайне не рекомендуется, так как поломки данного рода причиняют значительный ущерб не только сопряженным деталям, но и другим узлам силового агрегата. Далее мы поговорим о том, что делать, если провернуло шатунный вкладыш, какой может быть причина и последствия в результате такой поломки.

Функции подшипников

Вращающиеся компоненты двигателей внутреннего сгорания оборудованы подшипниками скольжения, которые выполняют разные функции:

• коренные вкладыши поддерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в блоке цилиндров. Каждый вкладыш состоит из верхней и нижней половин. На внутренней поверхности верхней половины, как правило, есть канавка для смазки и отверстие для подачи масла.

• шатунные вкладыши обеспечивают вращение шейки шатуна, который, в свою очередь, вращает коленвал. Устанавливаются в нижней головке шатуна.

• упорные кольца предотвращают осевое движение вала. Часто упорные кольца являются частью одного из коренных вкладышей – такие комбинированные подшипники называются буртовыми или фланцевыми вкладышами.

• втулки верхней головки шатуна обеспечивают вращение поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.

• вкладыши распредвала поддерживают распредвал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в верхней части головки блока цилиндров (или в блоке цилиндров – у двигателей с нижним расположением распредвала).

Биметаллические (а) и триметаллические подшипники со свинцовистым покрытием (б, в)

Подшипники скольжения смазываются моторным маслом, постоянно подающимся к их поверхности и обеспечивающим гидродинамический режим трения.

Непосредственный контакт между трущимися в гидродинамическом режиме поверхностями отсутствует – благодаря масляной пленке, которая образуется в сходящемся зазоре (масляном клине) между поверхностями подшипника и вала.

Особенности маркировки

Если детали подшипника изношены или повреждены, когда не получается получить правильный зазор коленвала, ситуацию можно улучшить путем подбора новых вкладышей. Если шатуны растачивались, то они должны быть укомплектованы деталями соответствующих ремонтных размеров шатунных вкладышей. Обычно подбор доверяют специалистам.

При выборе новых шатунных подшипников ориентируются на маркировку по цветам — нужно смотреть на те детали, которые сняты с автомобиля. Если на элементах старых подшипников не сохранилось цветовой маркировки, то ищут ее на нижних головках. Там нужно увидеть метку в виде цифры — это класс подшипника. Также проверяют буквенные метки на коленчатом валу — они определяют размеры шатунных шеек.

Чтобы ориентироваться в карте выбора подшипников, используют маркировку на блоке цилиндров. Например, С3 говорит о том, что нужно устанавливать желтый и зеленый вкладыш. При этом любой из них может быть установлен в крышку или в постель. При выборе новых подшипников пользуются идентификационной цветовой картой маркировки шатунных вкладышей. Так, если найти букву на шейке шатуна и цифру на шатуне (например, D4), то по этой карте нужен подшипник синего цвета. Естественно, нужно помнить, что для разных двигателей цвета могут быть другими.

Что делать, если провернуло шатунный вкладыш

При обнаружении симптомов проворота вкладышей следует доехать до автосервиса или до своего гаража, если собираетесь заменить их своими руками, а лучше заглушить двигатель и транспортировать на буксире или эвакуатором, если есть возможность.

Проворот вкладышей шатунных менее затратный и трудоемкий, если прекратить эксплуатацию при обнаружении стуков, чем проворот вкладышей коренных. Если не обращали внимание на посторонние стуки в двигателе и продолжали ездить в таком состоянии, то, возможно, провернутые шатунные вкладыши приведут к дорогостоящему капитальному ремонту двигателя.

В основном, если провернуло один шатунный вкладыш, то его меняют на новый и, на этом ремонт закончен. В таком случае, так как сам шатун не менялся, ресурс отремонтированной пары шейка коленвала-шатун будет меньше положенного.

Желательной работой по замене шатунного вкладыша является и замена соответствующего шатуна. Часто бывает, что, если провернуло шатунный вкладыш, то ломается замок шатуна.

Оптимально-эффективным ремонтом с проблемами вкладышей считается расточка коленчатого вала и замена вкладышей с шатунами. Шейка коленвала на котором сидел провернутый вкладыш имеет задиры, царапины. Поэтому надо проводить шлифовку коленвала. Все шатунные вкладыши имеют одинаковые размеры и полностью взаимозаменяемы между собой.

Читать еще:  Что дает диагностика двигателя машины

Порядок замены шатунных вкладышей в гаражных условиях:

  1. Устанавливаем автомобиль над ямой.
  2. Ставим противооткаты (башмаки).
  3. Открутить и убрать выхлопные штаны.
  4. Если конструкцией двигателя предусмотрены различные подвесы для коробки передач, то и их откручиваем и снимаем.
  5. Демонтируем поддон масляного картера. Удобно и быстро использовать для этого дела шуруповерт.
  6. Откручиваем маслоприемник.
  7. Отворачиваем крепления моста, убираем его.
  8. Теперь есть доступ к коленчатому валу ДВС. Поднимает домкратом переднее колесо и на установленной 4 или 5 передаче крутим поднятое колесо.
  9. Крутим колесо и выставляем шатуны не строго вертикально, а под углом.
  10. Далее, откручиваем гайки крепления шатунов и снимает постель, в котором посажен с натяжкой шатунный вкладыш.
  11. Снимаем второй вкладыш с шатунной шейки коленвала (ниже, на видео хорошо видно, как это делать).
  12. Смотрим на снятые подшипники скольжения. Провернутые подшипники имеют царапины и механические повреждения, часто их сплющивает.
  13. Протираем посадочные места постелей для шатунных вкладышей и устанавливаем в них новые вкладыши.
  14. Чтобы нижнюю постель не перепутать (так как его можно повернуть на 180 градусов и установить в другом положении) на торцы выбиты половинчатые цифры (часть цифры на торце постели, вторая половина цифры на шатуне). Также выбиты цифры на нижней части постели, по которым можно сравнить, куда смотрят цифры на других постелях.
  15. Делаем монтаж. Закручиваем гайки постели динамометрическим ключом (перетягивать и не дотягивать нельзя). Для разных двигателей — разные моменты затяжек. Существуют таблицы с моментами затяжек для контретного двигателя конкретных деталей.

Типы и характеристики вкладышей коленчатых валов

Подшипники скольжения коленвала делятся на типы по месту установки, назначению и ремонтным размерам.

По месту установки вкладыши бывают двух типов:

Коренные подшипники скольжения устанавливаются в постели коленвала в блоке двигателя и охватывают коренные шейки коленвала, обеспечивая его свободное вращение. Шатунные подшипники скольжения устанавливаются в нижней головке шатуна и охватывают шатунную шейку коленчатого вала.

Также вкладыши делятся на две группы по назначению:

• Обычные — обеспечивают только снижение сил трения в местах контакта деталей;
• Фиксирующие коренные — дополнительно обеспечивают фиксацию коленчатого вала в постели, предотвращая его осевые смещения.

Обычные подшипники скольжения представляют собой плоские тонкостенные полукольца. Фиксирующие подшипники могут выполняться в виде упорных полуколец (которые используются в комплекте с плоским вкладышем) и вкладышей с буртами; полукольца устанавливаются в торце двигателя, буртовые вкладыши монтируются на одной или двух опорах постели коленчатого вала.

Вкладыши коленвала в процессе эксплуатации изнашиваются и подлежат замене, износу подвержены и шейки коленчатого вала, что приводит к увеличению зазора между трущимися деталями. Если установить новые вкладыши той же толщины, что и старые, то зазор останется слишком большим, что чревато возникновением стука и еще более интенсивным износом. Чтобы избежать этого, используются вкладыши так называемых ремонтных размеров — несколько увеличенной толщины, компенсирующей износ шеек коленвала. Новые вкладыши имеют размер 0,00, ремонтные вкладыши выпускаются с увеличением толщины на 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 мм, такие вкладыши обозначаются соответственно +0,25, +0,5 и т.д.

Предварительные работы

В случае если становится ясно, что без ремонта силового устройства не обойтись, нужно выявить степень износа всех элементов и определить необходимые размеры вкладышей коленвала. Большинство автолюбителей решают задачу подбора габаритов путем визуального осмотра, для большей точности можно воспользоваться микрометром. Также стоит обратить внимание на возможность проведения расточки. При обнаружении прокручивания элементов, их необходимо сразу же заменить на новые. До начала ремонта это можно определить по работе двигателя, в частности он может часто глохнуть, или по специфическим звукам коленчатого вала. При заклинивании шеек дальнейшее движение становится невозможным.

Независимо от имеющейся ситуации, все детали механизмов должны быть тщательно осмотрены. На шейках могут присутствовать повреждения волнообразного вида, которые легко ощутить руками, в этом случае необходимо провести расточку и поставить ремонтные детали, размеры которых соответствуют установочному месту. Из-за большого количества повреждений может потребоваться более интенсивная расточка, и как следствие, потребуются детали размером, совершенно отличающимся от прежних. Поэтому шатунный вкладыш коленвала приобретается после осуществления всех процедур, так можно избежать необходимости возврата элемента в магазин.

Вкладыши. Подшипники двигателя.

Практически во всех существующих автомобилях применяются подшипники скольжения. В зазор между подшипником и шейкой коленчатого вала под давлением подается масло. За счет смещения вала в подшипнике в сторону действия нагрузки создается масляный клин, который не дает валу коснуться поверхности подшипника.

Читать еще:  Чем красить двигатель машины

Нагрузка, которую способен выдерживать подшипник зависит от следующих факторов:

  • Ширина подшипника (чем шире подшипник, тем больше будет рабочая площадь);
  • Давление масла;
  • Вязкость масла.

Чем выше эти параметры, тем более высокую нагрузку способен выдержать подшипник.

Чтобы обеспечить высокую работоспособность подшипников скольжения (вкладышей) и продлить их ресурс необходимо выполнение следующего ряда условий:

  • Сочетание высокой твердости поверхности коленчатого вала с мягкой поверхностью вкладышей;
  • Высокие антифрикционные свойства материала вкладыша;
  • Высокая усталостная прочность и коррозийная стойкость поверхности вкладыша;
  • Высокое качество поверхности, низкий коэффициент трения и хороший отвод тепла вкладыша;
  • Отсутствие перекосов вала и вкладыша;
  • Маленький, но стабильный зазор между подшипником и валом;
  • Отсутствие биение вала;
  • Соответствующая вязкость масла. Достаточный уровень давления масла и высокое качество фильтрации масла, которое обеспечивают современные масляные фильтры.

В отличие от двигателей прошлых лет в современных двигателях легковых автомобилей вкладыши являются тонкостенными, их толщина составляет 1.0-2.5 мм. Коренные вкладыши выполняются с более толстой стенкой, это связано с наличием у них масляной канавки, для подачи масла через коленчатый вал к шатунным подшипникам (масляные каналы коленчатого вала).

Все вкладыши являются многослойными, количество слоев и материалы для них являются в большей мере индивидуальными (у каждой фирмы), но их все объединяет то, что в каждом из них в качестве основы используется стальная лента.

В основу слоев используемых при изготовлении современных вкладышей входят следующие материалы:

  1. Al Pb5 Si4 Sn1. Алюминиевые сплавы с содержанием свинца, кремния и олова. Сплав, наносится на стальную основу, является мягким и легко прирабатывается.
  2. Al Sn20 Cu1. Алюминиевый сплав с содержанием 20% олова. Сплав, как и предыдущий, может наноситься без покрытия.
  3. Al Sn6 Cu1. Сплавы алюминия, в которых содержание олова снижено до 6%. Такие сплавы применяются только с покрытием олова и свинца Pb Sn10 Cu2, так как они сами по себе являются твердыми сплавами и при приработке могут привести к повреждению.
  4. Al Cd3 Nil Si1. Сплавы алюминия, с кадмием и никелем. Такие сплавы также из-за своей твердости применяются с покрытием олова и свинца Pb Sn10 Cu2.
  5. Al Zn5 Si2 РЫ Cu1. Сплавы алюминия, содержащие цинк и свинец. Покрытие Pb Sn10 Cu2.
  6. Си Pb22 Sn1. Бронзовые сплавы, содержащие свинец и олово. Применяются с покрытие Pb Sn10 Cu2.
  7. Си Pb24 Sn3. Бронзовые сплавы с отличным от предыдущего сплава содержанием свинца и олова. Покрытие также Pb Sn10 Cu2.
  8. Бронзовые сплавы Си РМ4 Sn3. Покрытие Pb Sn10 Cu2.

Количество слоев вкладыша зависит от материалов, из которых он состоит. Например, первый и второй материалы из предыдущего списка не требуют покрытия. Добавление промежуточных слоев во вкладыше связано с необходимостью нанесения подслоя никеля перед Pb Sn10 Cu2, так же часто встречается, что для лучшей приработки вкладыша, по верх всех слоев наносят тонкий слой олова.

Обычно на практике толщина слоев материалов используемых при изготовлении вкладышей следующая:

  • стальная основа — 0,9 мм и более;
  • основной слой — 0,25+0,50 мм;
  • никелевый подслой — 0,001 мм;
  • оловянно-свинцовый сплав — 0,02+0,04 мм;
  • олово — 0,003+0,005 мм.

Материалы, входящие в состав вкладышей для каждого двигателя индивидуальны и рассчитываются с учетом твердости материала коленчатого вала. Для увеличения продолжительности ресурса и работоспособности двигателя как нового, так и отремонтированного, вкладыши должны использоваться именно те, которые рекомендует завод изготовитель.

Чем тоньше вкладыш, тем лучше его характеристики (он лучше прилегает к постели, больше теплоотвод, уменьшение допустимого зазора, что ведет к снижению шумности двигателя). Поэтому в современных двигателях идет борьба за снижение толщины вкладышей: коренные 1.8-2.0 и 1.4-1.5 шатунные.

В связи с повышенными нагрузками вкладыши дизельных двигателей в отличие от бензиновых имеют отличительную особенность. При их изготовлении применяют сплавы под номерами 2, 6 и 8, в то время как для вкладышей бензиновых двигателей применяется вся выше перечисленная линейка материалов.

Вкладыш должен быть определенной формы, дело в том, что при установке его в постель необходимо, чтобы он обладал натягом по диаметру постели.

Вкладыш должен иметь натяг не только по диаметру постели, но и по ее длине (этот натяг можно именовать выступанием), таким образом, достигается хороший контакт прилегания между вкладышем и постелью. Выступание для валов диаметром 40 мм выполняют 0.03 – 0.05 мм, для валов 70 мм – 0.06 – 0.08 мм.

Читать еще:  X25xe не заводится двигатель

Вкладыши изготавливают штамповкой из ленты, именно тогда ему придают определенную форму. Потом обрабатывают торцы и рабочую поверхность вкладыша. Вкладыш является очень точной деталью, его погрешность должна составлять не более 0.01 – 0.02 мм по длине и 0.002 – 0.005 мм по толщине.

Для обеспечения смазкой шатунных подшипников у коренных вкладышей по всей длине выполняется канавка шириной 3.0 – 4.5 мм и глубиной 1.0 – 1.2 мм. На старых двигателях канавка выполнялась на обоих вкладышах (верхнем и нижнем). В современных двигателях, с учетом увеличения возможных нагрузок, нижний вкладыш стали выпускать без проточки. При наличии канавки на нижнем вкладыше максимальная нагрузка существенно снижается, это можно видеть на ниже расположенном рисунке.

К тому же ликвидировав канавку у нижнего вкладыша, нагрузка которую он способен выдерживать, возрастает, что позволяет уменьшить его площадь (ширину вкладыша, а с ней и размеры самого двигателя).

Обычно при штамповке вкладыша, на нем сразу делают замок. Замок представлен в виде усика шириной 2.5 – 4.5 мм, отогнутый на 0.8 – 1.2 мм. На коренных вкладышах замок располагают ближе к середине, а на шатунных к краю. Для придания прочности замку, он всегда выполнен без разрыва.

Можно встретить коренные вкладыши с двумя замками, но такая конструкция ничем не надежнее традиционной.

Традиционно замки располагают в зависимости от направления вращения вала. Шатунные подшипники у большинства двигателей имеют следующее расположение:

— верхний замок по направлению вращения, нижний напротив.

— редко, но можно встретить обратную схему расположения замков, например на V – образных двигателях GM.

— или замки ориентированы в одну сторону (старые двигатели BMW).

Подобная схема расположения замков применяется и на коренных подшипниках.

Замок на вкладыше несет больше центровочный характер при установке его в постель и подстраховку от проворачивания при ослаблении натяга. При масляном голодании, когда идет интенсивный разогрев подшипника от проворачивания вкладыша не спасет даже самый прочный замок.

На некоторых двигателях VOLVO вкладыши выполняются без замков, они удерживаются в постели лишь за счет натяга.

На некоторых оппозитных двигателях выпускаемых фирмой VOLKSWAGEN вкладыши установлены только в середине коленвала, на крайних шейках установлены алюминиевые втулки, покрытые сверху оловянно-свинцовым сплавом. Толщина этих втулок достегает 3 – 5 мм. Фиксация втулок в постели достигается за счет штифтов или замков.

При сборке нового двигателя зазор между подшипником и коленчатым валом составляет 0.03 – 0.08 мм. Чем меньше зазор, тем ниже шумность коленчатого вала при работе двигателя. Зазор 0.03 мм требует большой точности и высокого качества поверхности вкладыша, а зазор в 0.02 мм может оказаться губительным даже при выдерживании самого высокого качества подшипников, так как при столь малом зазоре может произойти местное подплавление и повреждение антифрикционного слоя в процессе приработки подшипника. Предельно допустимым зазором при изготовлении двигателя является 0.08, так как при большем зазоре может наблюдаться повышенная шумность двигателя и снижения показателей давления масла, что может сказаться на его ресурсе.

В следующей статье речь пойдет об упорных подшипниках, которые поддерживают вал в осевом направлении.

Порядок установки

Чаще всего ставят данные элементы в автомастерских, где работают опытные специалисты. Однако, если человек имеет определённые навыки в плане ремонта и хорошо умеет обращаться с инструментами, то можно попробовать поставить элементы коленвала самостоятельно. Для этого необходимо соблюдать такой порядок действий:

  1. Проверяется зазор между валом и вкладышем. Здесь используется пластмассовая проволока. Её затягивают с усилием 51 ньютон на метр и после этого по степени сплющивания проволоки определяют имеющийся зазор. Если таковой больше номинального, то требуется замена вкладыша.
  2. Все шатуны снимаются с реек, коленвал демонтируется и растачивается. Затем подбирается ремонтный элемент. Производить указанные процедуры следует на центростремителе, также важно иметь микрометр.
  3. После подбора элемента производится обратный монтаж коленвала. Вставляются в свои посадочные места компоненты и закручиваются крышки коренных подшипников.
  4. Ставится коленвал и шатуны обратно. Смазываются вкладыши маслом и закручиваются их крышки. В результате процесс полностью завершается, вкладыши будут работать длительное время.

Непосредственная установка таких элементов занимает сравнительно малое количество времени по сравнению с подготовительными мероприятиями и дополнительными работами. А это значит, что при наличии большого желания и соответствующих навыков каждый может вставить вкладыши собственными силами.

Это интересно: Штраф для водителя за не остановку по требованию сотрудника ГИБДД

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector