Проверка состояния вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала
Типичные примеры износа вкладышей подшипников коленчатого вала
А — Поцарапаны инородными частицами - видны крупицы, погрузившиеся в рабочий слой вкладышаВ — Недостаток масла - верхний слой стертС — Вкладыши неправильно расположены при установке - имеются блестящие (отполированные) участки D — Шейка сведена на конус - верхний слой снят со всей поверхностиЕ — Износ края вкладышаF — Неисправность “усталости” - образовались кратеры или карманы
Несмотря на обязательность замены вкладышей коренных и шатунных подшипников в процессе выполнения капитального ремонта двигателя, состояние старых вкладышей необходимо подвергнуть внимательному изучению, так как по нему можно почерпнуть много полезной информации об общем состоянии двигателя. Вкладыши подшипников градуируются по толщине и принадлежность их тому или иному размерному классу определяется по цветовой маркировке.
Выход подшипников из строя может происходить в результате недостатка смазки, попадания грязи или посторонних частиц, перегрузок двигателя, развития коррозии и прочих неблагоприятных воздействий. Примеры наиболее характерных дефектов вкладышей подшипников скольжения приведены на иллюстрации Типичные примеры износа вкладышей подшипников коленчатого вала. Вне зависимости от природы дефекта, причина его возникновения должна быть выявлена и устранена до начала сборки двигателя во избежание рецидивов.
Для осмотра извлеките вкладыши из своих постелей в блоке цилиндров/картере двигателя, коренных и шатунных крышках и нижних головках шатунов. Разложите снятые вкладыши на чистой ровной рабочей поверхности в порядке расположения на двигателе, чтобы можно было соотнести их состояние с состоянием соответствующих шеек коленчатого вала. Старайтесь не прикасаться к рабочим поверхностям вкладышей руками во избежание случайного повреждения мягкого материала.
Грязь и посторонние частицы попадают в двигатель различными путями. Они могут быть оставлены внутри после завершения капитального ремонта, проникнуть через фильтры или систему вентиляции картера. Часто грязь попадает сначала в двигательное масло и уже вместе с ним проникает в подшипники. Не следует забывать, что в процессе нормального износа двигателя неизбежно образуются металлические опилки. Если после выполнения восстановительных работ должное внимание не будет уделено процедуре чистки двигателя, в нем непременно останутся частицы абразива. Вне зависимости от способа проникновения в двигатель, все посторонние частицы рано или поздно оказываются внедренными в мягкую поверхность вкладышей подшипников скольжения и легко распознаются при визуальном осмотре последних. Наиболее крупные частицы обычно не застревают намертво во вкладышах, но оставляют на их рабочих поверхностях и поверхностях соответствующих шеек вала глубокие борозды и задиры. Наилучшей защитой от появления такого рода дефектов является добросовестное отношение к выполнению чистки двигателя после завершения капитального ремонта и установка в ходе сборки только абсолютно чистых компонентов. Также не следует забывать необходимости выполнения регулярной и частой смены двигательного масла.
Масляное голодание также может быть вызвано несколькими причинами, зачастую тесно взаимосвязанными друг с другом. К таковым относятся: перегрев двигателя (ведущий к разжижению масла), перегрузки (в результате которых масло вытесняется из подшипников), утечки масла (связанные с чрезмерной величиной рабочего зазора в подшипниках, износом масляного насоса, или чрезмерным повышением оборотов двигателя), и т.п. Нарушение проходимости маслотоков, чаще всего связанное с небрежностью установки компонентов при сборке, ведущей к рассовмещению масляных отверстий, также вызывает сокращение подачи масла в подшипники и, в конечном итоге, к выходу вкладышей из строя. Характерным признаком масляного голодания является вытирание и вытеснение мягкого рабочего слоя вкладышей из их стальной подложки. Иногда температура повышается до такой степени, что на стальной подложке в результате перегрева образуются фиолетовые пятна.
Следует помнить, что существенное влияние на срок службы подшипников оказывает манера вождения. Повышению нагрузки на двигатель способствуют частое полное открывание дроссельной заслонки, движение на малых оборотах и т.п. В результате происходит вытеснение масляной пленки из рабочего зазора подшипников, что ведет к размягчению вкладышей последних и образованию на их рабочей поверхности мелких трещин (усталостная деформация). В конечном итоге происходит отслоение отдельных фрагментов материала рабочего слоя и вырывание их из подложки.
Манера вождения также в значительной мере сказывается на сроке службы подшипников. Движение с полностью открытой дроссельной заслонкой, движение на пониженной передаче ведут к сильным перегрузкам подшипников и выжиманию из рабочих зазоров масляной пленки. При этом материал вкладышей размягчается, а рабочий слой растрескивается. Такого рода видоизменение подшипниковых поверхностей называется усталостной деформацией. В результате со временем рабочий слой начинает фрагментами отделяться от подложки и подшипники приходят в негодность.
Эксплуатация автомобиля в городском цикле зачастую связана с совершением множества коротких поездок, что ведет к развитию коррозии подшипников, так как недостаточный прогрев двигателя способствует выпадению внутри него конденсата и образованию едких газов. Агрессивные продукты скапливаются в двигательном масле, образуя шлам и кислоту, а так как масло непрерывно поступает в подшипники, в конечном итоге, воздействуют на материал вкладышей последних, вызывая его окисление и разрушение.
Неправильная установка вкладышей при сборке двигателя также ведет к быстрому их разрушению. При слишком плотной посадке недопустимо сокращается величина рабочего зазора, что является причиной масляного голодания подшипников. Попадание между спинками вкладышей и постелями подшипников посторонних частиц ведет к образованию участков возвышения рабочей поверхности и разрушению последней в процессе нормальной работы двигателя.
Как уже упоминалось выше в этом разделе, замена вкладышей при капитальном ремонте двигателя должна производиться в обязательном порядке, вне зависимости от их состояния (см. Установка коленчатого вала и проверка рабочих зазоров коренных подшипников) - попытка проигнорировать данное требование способна привести лишь к кажущейся экономии.
carmanz.com
Дефекты и поломки деталей двигателя создают для владельца автомобиля большие неприятности и выливаются в кругленькую сумму на ремонт. Но и сервисной станции капитальный ремонт двигателя способен принести немало хлопот. И дело не только в сложности конструкции некоторых двигателей и трудоемкости выполнения ремонтных работ. Просто ошибки обходятся дорого, а устранять неисправности по гарантии, если что-то случится с двигателем после ремонта, СТО придется за свой счет. Подобные происшествия иногда случаются, и нередко их причиной являются дефекты подшипников двигателя.
Подшипники в двигателе способны без каких-либо повреждений надежно работать многие сотни тысяч километров. Однако даже небольшое отклонение от нормальных условий работы рано или поздно приводит к выходу подшипников и, соответственно, всего двигателя из строя. Прежде чем разбираться, почему это происходит, надо выяснить...
Что такое подшипник?
Первое, что отметим, — речь идет о подшипнике скольжения, состоящем из вкладышей, установленных в отверстии корпуса — постели. Работа подшипника скольжения основана на эффекте «масляного клина»: вращаясь, вал под действием нагрузки смещается относительно оси подшипника, что вызывает «затягивание» масла в сужающий зазор между валом и вкладышами. Вследствие этого вал «упирается» в масляный клин и при нормальной работе подшипника не касается вкладышей. Чем больше давление и вязкость масла в зазоре, тем большую нагрузку может выдерживать подшипник до соприкосновения поверхностей.
Давление масла в сужающейся части зазора во много раз больше, чем давление подачи, и может достигать 600-900 кг/см2. Тем не менее, давление подачи — тоже важный параметр: от него зависит количество масла, прокачиваемого через подшипник, и, соответственно, условия его охлаждения.
Нарушения в системе смазки, вызывающие снижение давления, приводят к разрушению масляной пленки, разделяющей детали. В подобных случаях возникают режимы полужидкостного и даже сухого трения, сопровождающиеся перегревом и повреждением поверхностей подшипника.
Вал и отверстие, образуемое вкладышами, должны иметь правильную геометрическую форму, при которой между ними обеспечивается определенный зазор (обычно 0,03-0,08 мм), а также гладкую поверхность. Увеличение зазора влечет за собой падение давления в системе смазки и ухудшение охлаждения подшипника. Еще хуже уменьшение зазора — оно вызывает соприкосновение и задир поверхностей.
Грубая обработка поверхностей вала и отверстия приводит к соприкосновению их отдельных участков даже при сравнительно небольших нагрузках, что вызывает нагрев элементов подшипника. Это грозит задиром — схватыванием материалов и их взаимным переносом, — после чего подшипник выходит из строя.
Один из важнейших факторов, определяющих работоспособность подшипника, — это материалы, из которых изготовлены его элементы. Наилучшее сочетание материалов следующее: «твердая» поверхность вала и «мягкая» — отверстия. Такое сочетание материалов снижает риск возникновения задиров, если вдруг возникнет контакт поверхностей (подобное возможно при запуске двигателя, когда масло еще не успевает поступить к подшипникам). Однако, несмотря на «мягкость», поверхность отверстия должна быть достаточно прочной, иначе возникающие нагрузки приведут к его разрушению.
Последние требования определяют конструкцию подшипника. Например, для коленчатого вала, где нагрузки и скорости вращения максимальны, обеспечить работоспособность подшипников удается только с помощью вкладышей, позволяющих добиться «мягкой» поверхности и низкого коэффициента трения при высокой усталостной прочности. Достигается это использованием многослойных вкладышей, где, к примеру, основной антифрикционный материал (бронза) через никелевый подслой покрыт тонким слоем мягкого баббитового сплава. А чтобы вкладыши длительное время могли держаться в постели с натягом (это необходимо для обеспечения правильной геометрии и отвода тепла), этот «бутерброд» наносят на прочную основу — стальную ленту. Широко известные у нас сталеалюминиевые вкладыши выполнены по тому же принципу: сплав алюминия с оловом одновременно обладает и «мягкостью», и прочностью, и хорошими антифрикционными свойствами.
И, наконец, работа подшипников во многом определяется свойствами моторного масла — вязкостью, температурной стабильностью, пакетом присадок. Однако в эксплуатации приходится учитывать не только эти параметры: масло может оказаться загрязненным твердыми частицами из-за плохой фильтрации. В таких ситуациях неизбежен абразивный износ рабочих поверхностей, увеличение зазора и в конечном счете — повреждение подшипника.
Заметим, что увеличение зазора в подшипнике свыше критической величины, составляющей в среднем 0,12-0,15 мм, вызывает стук. Он обычно проявляется на повышенных частотах вращения и под нагрузкой, усиливаясь при прогреве двигателя, когда падает вязкость масла. Дальнейшая эксплуатация двигателя с таким подшипником приводит к лавинообразному росту зазора за счет ударных нагрузок, сопровождаемых сильным нагревом, плавлением материала вкладыша и износом шейки вала. Последние, заключительные стадии этого процесса — проворачивание вкладышей и «выбрасывание» их остатков в поддон картера с неизбежным повреждением поверхности постели.
Из нашего анализа следует, что сам по себе подшипник из строя выходит крайне редко. Если такое случилось, то простой заменой вкладышей никак не обойтись — не поможет. Поэтому важно найти и устранить причину, вызывающую неисправность. Для этого почти наверняка придется снимать и разбирать двигатель. И внимательно просматривать все его детали, в первую очередь — вкладыши. Только так удается установить,...
Почему застучал вкладыш?
Несмотря на многообразие причин выхода подшипников из строя, их можно разбить на две группы. Первая связана с нарушением правил эксплуатации — здесь ответственность лежит целиком на водителе автомобиля. А вот вторая группа — это явные ошибки механиков, ремонтировавших двигатель. Причем сказать, какая из групп более многочисленна, трудно. Впрочем, судите сами.
Абразивный износ — весьма распространенная причина повреждения вкладышей. Абразивные частицы вызывают ускоренный износ, если долго не менять масло и масляный фильтр. Тогда фильтрующий элемент будет в один прекрасный день загрязнен настолько, что большая часть масла начнет поступать в двигатель через открытый перепускной клапан без очистки.
Процесс абразивного изнашивания резко ускоряется, если в двигателе установлены быстроизнашиваемые элементы (распредвал, толкатели клапанов и так далее) низкого качества. Стружка, попадая в масло во все возрастающих количествах, засоряет масляный фильтр всего за несколько сотен километров пробега.
И все же главная причина абразивного износа — некачественная сборка отремонтированного двигателя. Если детали не мыть перед сборкой, то вкладыши прослужат намного меньше положенного срока.
Абразивные частицы легко обнаружить — они внедряются в мягкий рабочий слой вкладышей в виде «блесток», царапают поверхности вкладыша и вала — особенно вблизи смазочных отверстий. В результате некачественной сборки вкладыши уже через несколько часов работы будут иметь такой «бледный» вид, какого не встретишь и после тысячи часов нормальной эксплуатации.
Коррозия рабочего слоя вкладыша — следствие длительной эксплуатации двигателя с многослойными вкладышами на «состарившемся» масле. Оно способно химически воздействовать на материал вкладышей, окисляя и разрушая рабочую поверхность. Коррозия «проедает» верхний слой, затем никелевый подслой и добирается до основного антифрикционного слоя, оставляя на поверхности многочисленные поры.
На практике этот вид повреждения является результатом так называемой фреттинг-коррозии (коррозии под напряжением), возникающей при больших нагрузках в подшипниках. Такая картина больше характерна для дизелей, причем не только из-за нерегулярной замены масла, но и при использовании несоответствующих сортов масел.
Выкрашивание и разрушение рабочего слоя — типичный пример последствий некачественного ремонта двигателя. Оно проявляется в виде местного отслоения материала от основы.
Выкрашивание обычно возникает в двух случаях:
- во-первых, если применяются вкладыши, не соответствующие по нагрузке и частоте вращения. Это ведет к усталостному выкрашиванию рабочего слоя, что обычно наблюдается у верхнего шатунного вкладыша. Подобная ситуация возможна при установке на дизель вкладышей от бензинового мотора или при использовании на дизеле с непосредственным впрыском и наддувом вкладышей, предназначенных для атмосферного вихрекамерного дизеля;
- во-вторых, если между вкладышем и постелью попадает твердая частица, тогда разрушение вкладыша произойдет из-за очень больших локальных нагрузок. Выкрашиванию предшествует местное разрушение смазочной пленки и местный перегрев вкладыша. Последнее обстоятельство является ключевым для поиска причины — на тыльной стороне вкладыша отпечатается черное пятно перегрева.
Недостаток смазки — едва ли не самая распространенная причина разрушения вкладышей. И начинается оно с разрушения масляной пленки. Причин для этого более чем достаточно.
Самая простая и часто встречающаяся — нарушение подачи масла. Если масло вытекло из пробитого поддона, срезаны шлицы привода маслонасоса или забит маслоприемник, результат будет один — разрушение масляной пленки, контактирование поверхностей, рост температуры и плавление материала вкладышей. К аналогичному результату приводит также недостаточный зазор в подшипнике, несоосность и неправильная форма постели — все это вызывает резкий рост нагрузок и «выжимание» масла из зазора между вкладышем и шейкой вала. Подобный эффект наблюдается и при разжижении масла топливом или охлаждающей жидкостью, а также при запуске на сильном морозе двигателя, заправленного густым летним маслом.
Вкладыши, испытавшие режим масляного голодания, на ранней стадии имеют блестящие подплавленные участки. Дальнейшая работа подшипника в таком режиме ведет к быстрому расширению поврежденных участков, износу, задирам, плавлению и полному разрушению рабочего слоя.
Перегрев вкладышей обычно сопутствует масляному голоданию. Однако он может возникать и при обильной смазке. Например, при деформации постели, когда вкладыши не имеют хорошего натяга и теплового контакта с опорами блока или шатуном. При ремонте двигателя такой же результат дает недостаточная затяжка болтов крышки подшипника или попадание частиц грязи между плоскостями разъема крышки.
При перегреве вкладышей, помимо блестящих подплавленных участков, выкрашивания и растрескивания рабочего слоя, потемнения тыльной стороны вкладышей, будет наблюдаться деформация стальной основы вкладышей. В данном случае вкладыш, установленный в постель, не удерживается в ней и выпадает.
Износ у края вкладыша возникает по разным причинам. Так, при перекосе осей постели и вала наблюдается диагональный износ краев. Такая картина часто проявляется у шатуна с деформированным стержнем.
Износ краев вкладышей нередко возникает из-за слишком больших галтелей, выполненных на шейках коленчатого вала при его ремонте. Такой износ возможен как с одной, так и с обеих сторон вкладышей в зависимости от формы галтелей.
Перекос осей ведет к подплавлению краев вкладышей, в то время как галтели обычно прочерчивают на краях вкладышей риски, снимая «лишний» металл.
Повреждение вкладышей крупными частицами наблюдается в основном при установке валов, восстановленных различными методами наварки и наплавки. В отдельных случаях происходит отслоение нанесенного на вал металла, а его частицы, отрываясь от шейки, повреждают вкладыши, оставляя на них характерные V-образные следы. Поскольку восстановление валов используется редко, то данный вид дефектов на практике почти не встречается.
Рассматривая причины повреждения и выхода вкладышей из строя, можно без труда составить перечень мероприятий, помогающих если не исключить, то до минимума уменьшить вероятность поломок. Во всяком случае, профилактика получится намного проще и выгоднее, чем ремонт. Итак, осталось разобраться,...
Как избежать ремонта?
Первое, что отметим, — правила профилактики очевидны, но почему-то многие о них забывают (наверное, надеются на пресловутое «авось»?).
В эксплуатации залог безотказной работы подшипников — исправность системы смазки двигателя. Это означает, что надо применять масло высокого качества, своевременно контролировать его уровень и вовремя менять его вместе с масляным фильтром. А любую неисправность в работе двигателя следует устранять немедленно, не откладывая на «потом».
Комплекс «ремонтных» правил более объемный. Главное — это чистота всех деталей, их внимательный контроль, причем как визуальный, так и с помощью измерительных приборов. Особое внимание следует обращать на геометрию постелей вкладышей, перекосы или непараллельность осей постелей и шеек.
Безусловно, ремонт или восстановление отдельных деталей (блока цилиндров, коленвала, шатунов) должны выполняться качественно. Это необходимо проверять, проводя соответствующие измерения. При сборке должны использоваться только качественные комплектующие, соответствующие именно этому двигателю. И, конечно, нельзя забывать о «золотом правиле» моториста — лучше зазор на 0,03 мм больше, чем на 0,01 мм меньше. Только тогда можно быть уверенным, что вкладыш не подведет — не износится, не расплавится и не застучит.
www.motornn.ru
Сборка - один из самых сложных и ответственных этапов. Ремонт двигателя, от качества которого зависит его дальнейшая судьба. Дефекты деталей, не замеченные при сборке, и ошибки моториста способны во много раз уменьшить ресурс отремонтированного мотора.
Рекомендации о правилах сборки двигателей можно прочитать не только в руководствах по ремонту - их дают многие фирмы - производители запчастей, среди которых - известная в России немецкая фирма Kolbenschmidt. Опыт фирмы по обслуживанию и ремонту двигателей очень интересен и заслуживает того, чтобы с ним познакомить читателей. А начать мы решили со сборки кривошипно-шатунного механизма.
Вначале небольшое, но очень важное замечание.
Сборка двигателя начинается с тщательной мойки и дефектовки деталей, а не с установки коленвала. Следует учесть, что контрольно-измерительные операции на этом этапе отнимают значительно больше времени, чем сам процесс установки и крепления деталей.
Сборка - это комплексный процесс, к которому недопустимо относиться как к простой «отверточной» технологии.
Контроль, контроль... и еще раз контроль
Накопленный опыт работы убеждает в том, что первое, в чем необходимо убедиться, - это соответствие новых вкладышей шейкам коленвала и постелям блока цилиндров. Известно немало случаев, когда ошибка, допущенная при определении номера детали по каталогу, обнаруживалась только в последний момент при ее установке.
Иногда случается и так, что в одном и том же двигателе производители применяют несколько типоразмеров вкладышей. Такая ситуация характерна для моторов Audi-VW, где средний коренной вкладыш может быть как обычного типа с упорными полукольцами, так и с фланцами. Такие вкладыши номинального размера взаимозаменяемы, но фланцевый вкладыш ремонтного размера отличается большей шириной, что требует дополнительной шлифовки упорных поверхностей коленвала.
Встречаются и другие несовпадения: иное расположение замков на вкладышах, несовпадение смазочных отверстий, иной материал при сохранении основных размеров. В отдельных случаях подобные несоответствия несущественны, и вкладыши вполне допустимо использовать в конкретном двигателе, но иногда ошибки при контроле вкладышей могут привести к выходу двигателя из строя. Кроме того, эти ошибки влекут большие потери времени.
Что еще важно проконтролировать? Посадку вкладыша в постель: вкладыш должен иметь необходимые распрямление (разница между размером вкладыша по разъему и диаметром отверстия постели) и выступание (разность длин вкладыша и полуокружности постели). Распрямление обеспечивает плотное прилегание вкладыша к поверхности постели, а выступание гарантирует натяг вкладыша после затягивания болтов крышки подшипника, что дает плотный контакт вкладыша (в первую очередь тепловой) с отверстием и правильную геометрию подшипника.
Конечно, контролируются отверстия постелей, которые измеряются в 3-х плоскостях - два измерения (А и В) проводятся на угловом расстоянии %25o от плоскости разъема, а третье (С) - перпендикулярно ей. Далее находится среднее значение (А+В)/2 и сравнивается с величиной С - разница показывает некруглость отверстия (допустимая некруглость 0,016-0,022 мм).
Аналогичным образом контролируется отверстие подшипника с установленными в постели вкладышами. Данное измерение используется для точного определения зазора между внутренней поверхностью отверстия и шейкой вала (зазор должен составлять в среднем 0,04-0,07 мм). Для этих измерений необходим нутромер, измерять которым внутренние размеры вкладышей следует с осторожностью: мягкий рабочий слой вкладыша легко повредить. В дополнение к этому следует проконтролировать несоосность постелей в блоке, величина которой не должна превышать 0,02 мм для соседних отверстий (самый простой способ - с помощью лекальной линейки).
Как проверить коленвал?
Контроль коленчатого вала не менее важен, чем контроль отверстий подшипников. Необходимо убедиться в отсутствии трещин на шейках вала. Крупные трещины видны невооруженным глазом, но обнаружить микротрещины можно только специальными приборами, например магнитным дефектоскопом. Экономия при проверке коленчатого вала «себе дороже» - цена повторного ремонта двигателя в сотни раз выше цены проверки.
Что еще? Очевидно, качество поверхности шеек. Их шероховатость не должна превышать 0,2 мкм (речь идет о среднем арифметическом значении шероховатости Ra). На некоторых двигателях после шлифования дополнительно требуется полирование. Кроме того, иногда после шлифования на краях смазочных отверстий образуются заусенцы, способные сразу же испортить рабочую поверхность вкладышей (заусенцы легко заглаживаются при полировке). Все эти особенности в полной мере относятся и к упорным поверхностям вала.
Очень важный параметр - твердость шеек коленвала.
В том случае, если мы имеем дело с чугунным коленвалом, особых проблем с твердостью не возникает. Рабочие поверхности таких валов закаливаются на заводах токами высокой частоты на глубину до 2-3 мм. Этого вполне достаточно для сохранения твердости при ремонтной шлифовке до 1 мм.
На практике встречаются валы (в частности, стальные) с азотированными шейками, у которых толщина упрочненного слоя во много раз меньше. Поэтому ремонтное уменьшение размеров шеек для таких валов ограничено, как правило, величиной 0,25 мм. Кроме того, при перегреве азотированная поверхность разупрочняется. Выход один - повторное химико-термическое упрочнение рабочих поверхностей.
Обязательная операция - измерение геометрии самого вала и размеров шеек. Каждую шейку вала измеряют микрометром в нескольких плоскостях, чтобы определить диаметр, соблюдение допусков (отклонения не более 0,016-0,022 мм) и возможные отклонения от цилиндричности (в среднем не более 0,005 мм). Затем вал устанавливается на призмы и с помощью индикатора проверяется биение коренных шеек и вспомогательных поверхностей (допустимое биение - от 0,01 мм до 0,08 мм). Еще один очень важный параметр - непараллельность шатунных и коренных шеек, от которого зависит надежность и долговечность шатунных подшипников, измерить в условиях СТО практически невозможно. Этот параметр должен проверяться при шлифовке вала.
Наконец, заключительная проверка качества ремонта коленвала - измерение радиусов галтелей.
К сожалению, многие шлифовщики пренебрегают теми требованиями, которые изготовители некоторых иностранных моторов предъявляют к галтелям. И напрасно - известно немало печальных случаев поломки валов с сильно «подрезанными» при шлифовке галтелями. Но и большие радиусы галтелей тоже «не подарок» - можно повредить края вкладышей.
На этом контрольные операции не заканчиваются. Очень важное значение имеет состояние болтов крышек подшипников, работающих при больших знакопеременных нагрузках. А на таких режимах возрастает вероятность усталостного разрушения, особенно при наличии механических повреждений - рисок, царапин, забоин. Болты с «угловой» затяжкой, работающие на пределе текучести, требуют обязательной замены в случае, если их длина или диаметр не соответствуют рекомендациям изготовителей.
Наконец, все проверено, и можно приступать к сборке.
Как поставить коленвал?
Сама по себе сборка намного проще контрольных операций. В самом деле, для этого надо установить вкладыши в постели, смазать их поверхность маслом, «уложить» коленвал, поставить крышки и затянуть, приложив рекомендованный момент. Однако и здесь есть свои тонкости.
К примеру, как правильно нанести масло на поверхность вкладышей? Простой вопрос, а между тем нередко именно здесь совершаются ошибки. Некоторые мотористы предпочитают пользоваться кисточкой, другие вообще привыкли смазывать вкладыш пальцем. Оба способа не годятся - вместе с маслом на поверхность вкладыша обязательно попадет грязь. Правильный способ может быть только один: смазка из масленки.
А каким маслом смазывать подшипники? Ответ многих механиков - моторным. Однако наберемся смелости посоветовать использовать более густое трансмиссионное масло - при первых оборотах двигателя оно лучше защитит от возможных задиров и прихватов в подшипниках.
Затягивать крышки подшипников надо по инструкции завода-изготовителя - это очевидно. Однако в инструкциях не всегда указывается, как затянуть болты, если их момент затяжки, к примеру, около 9-10 кГм? По одному и сразу до рабочего момента? Нет, принята иная схема, если нет других данных. Сначала один болт заворачивается до «касания», а затем второй - до половины заданного момента. Далее окончательно затягивается первый болт, а после него - второй. Тем самым исключаются перекосы крышек и обеспечивается их равномерная затяжка.
Когда коленчатый вал уже установлен в блоке, необходимо проверить его осевой зазор. Это легко сделать с помощью индикаторной стойки, закрепив ее на торце блока. Зазор, проверяемый перемещением вала вперед-назад при помощи рычага, не должен быть ни чрезмерно большим (более 0,2 мм), ни слишком малым (менее 0,05 мм).
Шатунные подшипники собираются аналогично коренным, но необходимо следить за тем, чтобы при посадке шатуна на шейку шатунные болты не повредили ее поверхность. Для этого на болты полезно надеть пластиковые либо резиновые колпачки или отрезки подходящего шланга. И, конечно, при сборке надо строго контролировать положение крышки относительно шатуна - случаи ошибочной установки крышки подшипника «наоборот» тоже известны...
Ну вот, сборка двигателя закончена, установлен поддон картера, головка блока, привод ГРМ, агрегаты. Однако масла во внутренних каналах вала нет, и после запуска потребуется немало времени, пока оно поступит к подшипникам.
А этого времени может вполне хватить для повреждения подшипников.
Исключить подобные неприятности несложно, достаточно закачать масло под давлением в систему смазки через переходник, устанавливаемый вместо масляного фильтра, либо через резьбовое отверстие датчика давления масла.
Рассматривая технологию сборки кривошипно-шатунного механизма, легко убедиться, что контрольно-измерительные операции действительно занимают большую часть времени. Сама сборка сродни хирургической операции - все работы необходимо делать в чистоте и аккуратно, тщательно контролируя каждый этап. Иными словами, собрать двигатель не так легко, как кажется на первый взгляд. Да и времени уходит уйма. Но это вполне разумная плата за то, чтобы подшипники двигателя служили надежно и долго. А попытка сэкономить обречена на провал, придется платить позднее, но намного больше. Но это уже другая «технология».
www.motornn.ru
Двигатель автомобиля — это сложный механизм, состоящий из большого количества деталей. В функционировании любого мотора вкладыши коленвала (шатунные и коренные) считаются весьма важными деталями. В данной статье выговор пойдет именно о них.
Вкладыши представляют собой подшипники скольжения шеек и шатунов, которые установлены между шейками коленвала и отверстиями в головках шатунов. Их задача — выдерживать существенные нагрузки между шейкой и шатуном, а также снижать трение. На современных двигателях вкладыши покрываются специальным антифрикционным покрытием и сделаны из пластичных сплавов, чтоб увеличивалось противостояние нагрузкам.
При покупке таких запчастей нужно непременно учитывать параметры собственного автомобиля. Так, если вы владелец ВАЗа, тогда нужно знать, что отечественные машины имеют 4 разных размера вкладышей. Другими словами коленвал кушать возможность растачивать не более 4-х один. Благодаря специальному сервису по поиску автозапчастей, какой находится здесь: https://zap360.ru/, можно без труда найти любую запчасть для вашего автомобиля.
Коренные вкладыши коленвала осуществляют роль подшипников, которые служат для улучшения скольжения шатунов. Этак как детали в процессе эксплуатации изнашиваются, автолюбитель должен периодически их менять, что соответственно сопровождается расточкой вала. Внутренние узлы в процессе работы двигателя подвергаются существенным нагрузкам. Потому в двигателе нужно снизить трение, ведь в противном случае он может выйти из строя.
Для уменьшения силы трения, любой элемент двигателя функционирует в микронной масляной пленке, такая прослойка появляется лишь при достаточном давлении жидкости. Вкладыши из металла являются надежной защитой, благодаря которой увеличивается ресурс работы вала в целом. Перечислим по каким причинам труд ДВС будет невозможной:
Рассмотрим какие бывают вкладыши и какая их роль:
1. Коренные вкладыши. Они устанавливаются в блоке двигателя в «постелях». Их трения с коренными шейками коленвала осуществляются в 5-ти местах в нижней части блока. В коренных вкладышах присутствуют отверстия/канавки для лучшего попадания смазки. На них вращается и держится весь суставчатый вал, поэтому техническое состояние этой детали является весьма важным.
2. Шатунные вкладыши. Они находятся в нижних головках шатунов, которые закрепляются на шатунные шейки коленвала. Их конструкция более простое, они представляют собой опоры (подшипники скольжения) для шатунных шеек коленвала и нижних головок шатунов. После определенного пробега мотора, даже с исправной системой смазки и качественным маслом, шатунные и коренные вкладыши изнашиваются, из-за чего их непременно следует менять. О такой проблеме оповещает утрата давления масла и стуки в двигателе.
Нужно соображать, что эксплуатация автомобиля с изношенными деталями способствует выходу из строя итого двигателя.
Запись Подбор вкладышей коленвала. На что обратить внимание? впервой появилась avtovesti.com.
avtovesti.com
sovavto.org
Рассмотрим основные ПРИЧИНЫ.
Абразивный износ - весьма распространенная причина повреждения вкладышей. Абразивные частицы вызывают ускоренный износ, если долго не менять масло и масляный фильтр. Тогда фильтровальная элемент будет один прекрасный день загрязнен настолько, что сопротивление его фильтровальной шторы станет несколько большим, что масло через нее не сможет фильтроваться в достаточном количестве и за счет перепада давления в фильтре откроется перепускной клапан. При этом значительная часть масла начнет поступать в двигатель через клапан без очистки. Более того, при использовании некачественного кустарного фильтра перепускной клапан может открыться при большем перепаде давления, а соответственно фильтровальная штора будет смята и оторвана от каркаса или разорвана и веся накопленная грязь поступит к подшипникам и другим трущимся поверхностям.
Абразивные частицы легко обнаружить - они вкрапляются в мягкий рабочий слой вкладышей в виде маленьких пятнышек, царапают поверхности вкладыша и вала - особенно вблизи смазочных отверстий. В результате некачественной очистки масла вкладыши уже через нескольких часов работы будут иметь такой «бледный» вид, которого не встретишь и после тысячи часов нормальной эксплуатации.
Коррозия рабочего слоя вкладыша - следствие длительной эксплуатации двигателя с многослойными вкладышами на масле, срок эксплуатации которого уже вышел. Оно способно химически воздействовать на материал вкладышей, окисляя и разрушая рабочую поверхность. Коррозия «проедает» верхний слой, оставляя на поверхности многочисленные поры.
На практике этот вид повреждения являются результатом так называемой фреттинг- коррозии (коррозии под напряжением), возникающая при больших нагрузках в подшипниках. Такая картина больше характерна для дизелей, причем не только вследствие нерегулярной замены масла, но и при использовании несоответствующих сортов масел.
Недостаточное количество масла — это самая распространенная причина разрушения вкладышей. И начинается оно с разрушения масляной пленки. Причин для этого более чем достаточно.
Самая распространенная причина - нарушение подачи масла. Если масло вытекло из пробитого поддона, срезанный привод масляного насоса, забитый маслозаборник, или загрязненный масляный фильтр с перепускным клапаном, который открывается при большем перепаде давления, результат будет один - разрушение масляной пленки, контакт поверхностей, рост температуры и плавления материала вкладышей. К аналогичному результату приводит также недостаточный зазор в подшипнике, несоосность и неправильная форма постели - все это вызывает резкий рост нагрузок и «выжимание» масла из зазора между вкладышем и шейкой вала. Подобный эффект наблюдается и при разрежении масла топливом или охлаждающей жидкостью, а также при запуске на сильном морозе двигателя, заправленного густым летним маслом.
Вкладыши, испытавшие режим масляного голодания, на ранней стадии имеют блестящие подплавленные участки. Дальнейшая работа подшипника в таком режиме ведет к быстрому расширению поврежденных участков, прогрессирующего износа, задиров, плавлению и полном разрушении рабочего слоя.
При перегреве вкладышей, кроме блестящих подплавленных участков, выкрашивание и растрескивание рабочего слоя, потемнение тыльной стороны вкладышей, будет наблюдаться деформация стальной основы вкладышей. В данном случае вкладышы, установленные в отверстие блока, не удерживаются в нем и выпадают.
Износ у края вкладыша возникает по разным причинам. Так, при перекосе осей отверстия блока и вала наблюдается диагональный износ краев. Такая картина часто наблюдается у шатуна с деформированным стержнем.
Износ краев вкладышей нередко возникает в результате очень больших галтелей, выполненных на шейках коленчатого вала при его ремонте. Такой износ возможен как с одной, так и с обеих сторон вкладышей в зависимости от формы гаптелей.
Перекос осей ведет к подплавлению краев вкладышей, тогда как галтели обычно прочерчивают на краях вкладышей канавки, снимая «лишний» металл.
Рассматривая причины повреждения и выхода вкладышей из строя, можно без труда составить перечень мероприятий, которые помогают если не исключить, то до минимума уменьшить вероятность поломок. Во всяком случае, профилактика окажется гораздо проще и выгодней, чем ремонт.
Во время эксплуатации двигателя основа безотказной работы подшипников - исправность системы смазки двигателя. Это означает, что следует применять масло высокого качества, своевременно контролировать его уровень и вовремя заменять его вместе с установкой нового качественного маслянного фильтра. А любую неисправность в работе двигателя следует устранять немедленно, не откладывая на потом.
Комплекс «ремонтных» правил шире. Главное - это чистота всех деталей, их внимательный контроль, причем как визуальный, так и с помощью измерительных приборов. Особое внимание следует обращать на геометрию отверстий под вкладыши, перекосы или непараллельность осей отверстий и шеек.
www.dizelmotor.in
Использование: изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при восстановительном ремонте дизельных двигателей тепловозов в условиях локомотивного депо. Сущность изобретения: антифрикционный упрочняющий слой наносят на рабочую поверхность вкладыша посредством центробежной заливки баббитом с предварительным покрытием флюсом и лужением рабочей поверхности, при этом полуда для лужения содержит олово, свинец и примеси при предложенном процентном соотношении, а баббит для центробежной заливки вкладышей содержит натрий, кальций, магний, свинец и олово при следующем соотношении компонентов, мас. %: натрий 0,2-0,4; кальций 0,3-0,55; магний 0,06-0,11; олово 1,5- 2,1; свинец - остальное. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при восстановительном ремонте дизельных двигателей тепловозов в условиях локомотивного депо.
Известен способ ремонта корпусных деталей путем обезжиривания ремонтируемых деталей, нанесения герметика на основе спиртосодержащей полимерной смолы с последующим отверждением герметика [1] Недостатком способа является длительность отверждения герметика, доходящая до 80-85 ч. Известен также способ восстановления изношенных поверхностей деталей типа валов путем нагрева предварительно нанесенного полимерного слоя до температуры литья под давлением с последующим ступенчатым снятием давления и ступенчатым охлаждением до температуры разъема пресс-форм [2] Недостатком указанного способа является низкое качество ремонта из-за наличия остаточных напряжений и образования микротрещин в герметике. Известен способ восстановления вкладышей коленчатого вила двигателя путем нанесения антифрикционного упрочняющего слоя на рабочую поверхность с последующей механической обработкой поверхности покрытия [3] Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления вкладышей, включающий нанесение на рабочую поверхность вкладыша антифрикционного покрытия посредством центробежной заливки баббитом с предварительным лужением его рабочей поверхности и механическую обработку покрытия [4] Однако известный способ не обеспечивает высокого качества ремонта. Описываемый способ позволяет повысить качество ремонта, снизить продолжительность технологического цикла и вредных для здоровья технологических процессов. Достигается указанный результат за счет того, что лужение осуществляют в течение 2-4 мин при температуре 360-370oС смесью, содержащей олово, свинец и технологические примеси при соотношении компонентов, мас. Олово 19-21 Примеси технологические 0,2-0,35 Свинец Остальное На достижение указанного результата оказывает влияние также то, что перед лужением свинец загружают в подогретый до 300oС тигель, доводят до температуры плавления и нагревают до температуры 370-390oС, после чего вводят олово, предварительно нагретое до температуры 100-150oC и рафинируют полученный состав сухим гранулированным нашатырем при температуре 380-400oС. Согласно описываемому способу для центробежной заливки используют баббит, содержащий натрий, кальций, магний, свинец и олово при следующем соотношении компонентов, мас. Натрий 0,2-0,4 Кальций 0,3-0,55 Магний 0,06-0,11 Олово 1,5-2,1 Свинец Остальное Пример осуществления способа. Производят подбор вкладышей в соответствии с техническими требованиями по внешнему состоянию и наличию натяга, обезжиривают, промывая в горячей воде. Осуществляют механическую расточку вкладыша на фрезерном станке в пределах 0,2-0,5 мм, достаточных для снятия гальванического покрытия и слоя свинцовистой бронзы. Производят сборку вкладышей в обойму. Приготавливают флюс следующим образом: в концентрированной соляной кислоте растворяют куски чушкового цинка до полного насыщения раствора, в полученный раствор хлористого цинка добавляют нашатырь в количестве 100-150 г/л. Покрывают рабочую поверхность вкладыша флюсом, при неполном смачивании поверхности обезжиривание повторяют. Сушат вкладыши в электрошкафу при 200-240oС в течение 4 ч. Готовят полуду при следующем соотношении компонентов, мас. олово 19-21, свинец остальное. Примеси: сурьмы не более 0,2% меди не более 0,15% Количество приготовляемой в тигле полуды должно быть в 16-20 раз больше веса заготовки. В предварительно подогретый до 300oС тигель загружают свинец, расплавляют при 327oС и нагревают до 370-390oС, затем вводят олово, предварительно подогретое до температуры 100-150oС. Полуду рафинируют сухим гранулированным нашатырем непосредственно перед лужением при 380-400oС. Подогретые в электрошкафу вкладыши погружают в тигель с полудой, выдерживают в ней в течение 2-4 мин до окончания выделения пузырьков на поверхности. При лужении вкладышей температура полуды должна быть в пределах 360-370oС. Приготавливают баббит для центробежной заливки вкладышей при следующем соотношении компонентов, мас. натрий 0,2-0,4; кальций 0,3-0,55; магний 0,06-0,11; олово 1,5-2,1; свинец остальное. Примеси, не более: висмут 0,2; сурьма 0,2; медь 0,15; алюминий 0,02; прочие 0,3. Количество расплавленного бабита принимают такое, чтобы время от момента расплавления баббита до его полной разливки не превышало 1,5 работы. В течение заливки температура сплава должна быть в пределах 530-560oС. Перед началом заливки планшайбу и воронку нагревают до 150oС. После нагрева планшайб извлекают заготовку и устанавливают ее в планшайбу станка. Устанавливают также литниковую воронку, включают станок и мерным ковшом непрерывной струей заливают баббит. Скорость заливки сплава: 1-2 кг/с. Скорость вращения планшайбы станка составляет 730 об/мин. После окончания заливки включают воздушное охлаждение, охлаждая 40-60 с, поместив в шкаф для равномерного остывания. Вкладыши, остывшие до 40-50oС, передают на механическую обработку. Предлагаемый способ нанесения антифрикционного покрытия на стальные вкладыши методом центробежной заливки баббитом достаточно прост и технологичен, экономичен и исключает применение существовавшей ранее технологии нанесения гальванического покрытия при одинаковом качестве ремонта, а также экологически безопасен.Формула изобретения
1. Способ восстановления вкладышей коленчатого вала двигателя, включающий нанесение на рабочую поверхность вкладыша антифрикционного упрочняющего слоя посредством центробежной заливки баббитом с предварительным лужением его рабочей поверхности и механическую обработку покрытия, отличающийся тем, что лужение осуществляют в течение 2 4 мин при 360 370oС смесью, содержащей олово, свинец и технологические примеси, при следующем соотношении компонентов, мас. Олово 19 21 Примеси технологические 0,2 0,35 Свинец Остальное 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед началом лужения свинец загружают в подогретый до 300oС тигель, доводят до температуры плавления и нагревают до 370 390oС, после чего вводят олово, предварительно нагретое до 100 150oС, и рафинируют полученный состав сухим гранулированным нашатырем при 380 400oС, а затем погружают в тигель предварительно подогретые вкладыши и осуществляют лужение. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что баббит для центробежной заливки содержит натрий, кальций, магний, свинец и олово при следующем соотношении компонентов, мас. Натрий 0,2 0,4 Кальций 0,3 0,55 Магний 0,06 0,11 Олово 1,5 2,1 Свинец Остальное.www.findpatent.ru
