Общая информация
Коленчатый вал – основной механизм кривошипно-шатунной группы двигателя внутреннего сгорания. Предназначен для преобразования поступательного движения во вращательное. Реализовано это с помощью сложной геометрии детали. Во время работы ДВС весь кривошипно-шатунный механизм (в дальнейшем КШМ) испытывает существенные нагрузки. Это инерционные нагрузки и давление газов в результате сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. В совокупности нагрузки имеют не постоянный, а переменный характер.
В связи с этим к изготовлению коленвала выдвигаются особые требования. Он должен быть устойчивым к температуре и износу. Но любая деталь, находящаяся длительное время под нагрузкой, может потребовать ремонта. В данном случае это расточка и шлифовка коленвалов. Давайте более подробно рассмотрим, что же это за процедура и как выполняется.
Почему и в каких случаях нужна расточка коленчатого вала
Так как коленвал является нагруженной деталью, о его неисправностях водитель может узнать по появлению стука в двигателе. Если коленвал начал стучать, силовой агрегат нуждается в неотложном ремонте. В блоке цилиндров сам коленвал лежит в так называемой постели, закреплен посредством коренных подшипников скольжения (коренные вкладыши). Также в месте крепления шатунов к валу имеются шатунные подшипники (шатунные вкладыши). Материалы для изготовления вкладышей используются такие, чтобы элемент был прочным и имел гладкую поверхность. Это необходимо для минимизации трения в месте контакта вала и вкладыша, а еще позволяет валу свободно вращаться. На вкладыши в обязательном порядке дополнительно подается моторное масло из системы смазки, что и обеспечивает бесперебойную работу механизма.
В подобной ситуации простой заменой вкладышей на новые обойтись не удается. Следует устанавливать вкладыши ремонтного размера. Например, толщина стенки ремонтного вкладыша будет на 0. 2 мм толще, чем у стандартного или же установленного до этого ремонтного. По указанной причине установить ремонтные вкладыши возможно только после расточки коленчатого вала. Такая расточка означает, что наружный диаметр шеек будет подогнан под размеры вкладышей. Для каждого ДВС имеются различные комплекты ремонтных вкладышей, которые отличаются по размерам. Чем больше размеров выпускается для того или иного мотора, тем большее количество раз коленвал можно растачивать под конкретный ремонтный размер при ремонте. Для многих моторов предполагается 4 ремонтных комплекта. В процессе окончательной подгонки также может потребоваться такая операция, как расточка вкладышей коленвала, что будет зависеть от определенных индивидуальных особенностей устанавливаемых деталей.
Необходимость ремонта вала возникает и в том случае, если вкладыши рабочие, но на самом валу имеются производственные дефекты (брак). Эта ситуация возникает естественным образом, проявляясь в процессе эксплуатации. Другими словами, расточку проводят тогда, когда пострадали шейки коленчатого вала. Возникновение задиров, канавок, износ шеек коленвала более 0.03 мм. уже принято считать основанием для расточки, так как полное восстановление гладкой поверхности шеек попросту невозможно без этой процедуры. Вкладыши после расточки также нужно будет менять. В конечном итоге, при ремонте получается добиться того, что коленвал после расточки и новые вкладыши имеют абсолютно гладкую и ровную поверхность в местах сопряжения, позволяя нагруженному механизму нормально работать.
Если суммировать полученную информацию, общее состояние поверхности шеек коленчатого вала сильно зависит от того, в каком состоянии находятся вкладыши коленвала. Указанные элементы должны быть подогнаны друг к другу с филигранной точностью, чтобы сопряженная пара (шейка-вкладыш) могла нормально работать при условии значительных и постоянно меняющихся нагрузок. Добавим, что частой проблемой многих ДВС является проворачивание вкладышей коленвала. Нужно помнить, что если вкладыш провернуло, заменить один или все вкладыши без расточки коленвала будет недостаточно. По этой причине для проведения квалифицированного ремонта двигателя необходимо:
- определить износ вкладышей коленчатого вала;
- выявить дефекты коленвала;
- реализовать предварительную расточку коленвала;
- осуществить установку вкладышей соответствующего ремонтного размера;
Зачем и когда моторы начали гильзовать
Итак, гильзованный мотор появился для того, чтобы добиться снижения веса двигателя. Если просто, снизить вес стало возможным благодаря тому, что при изготовлении блока цилиндров начал использоваться алюминий, а не чугун.
Дело в том, что чугун даже с учетом его прочности и дешевизны в три раза тяжелее алюминия, также отличается склонностью к образованию коррозии, имеет меньшую теплопроводность. В результате чугунные блоки требуют лучшего охлаждения, в систему необходимо заливать большее количество антифриза и т.д.
Первые попытки по внедрению алюминиевых блоков были проведены еще в 1930-е годы на некоторых спортивных авто. Такие «облегченные» двигатели представляли собой алюминиевый блок, в который вставлялись мокрые чугунные гильзы. Понятие «мокрые» означает, что между гильзой и телом блока находится ОЖ из системы охлаждения.
Далее к середине 50-х аналогичная конструкция стала использоваться не только в автоспорте, но и на конвейере. Однако в те годы полностью вытеснить чугун не удалось по причине технологической сложности процедуры гильзования, а также с учетом сниженной жесткости блока, высоких нагрузок на гильзы, быстрому прогару прокладки БЦ даже при незначительных перегревах.
К началу 1970-х стала активно использоваться практика установки в блок из алюминия «сухой» гильзы. Такая гильза вставлена в блок, при этом каналы для антифриза в данной области отсутствуют. При этом запрессовка разогретой чугунной гильзы в более мягкий алюминий является сложным процессом.
Еще алюминий и чугун имеют разный коэффициент температурного расширения, в результате чего возможно появление зазора между блоком и самой гильзой после выхода ДВС на рабочие температуры. Однако плюсом стала жесткость такого цилиндра. При этом показатель жесткости был не лучше, чем у чугуна, зато достигалось существенное снижение веса блока.
Дальнейшее развитие технологий привело к тому, что вместо запрессовки гильз блок цилиндров стал отливаться вокруг них. Визуально чугунная гильза стала напоминать вставку, которая вплавлена в алюминий.
Прочность была повышена, однако такие гильзы нельзя выпрессовать из блока для замены, подбора ремонтного размера и т.д. Другими словами, официально гильзованный по данной технологии блок стал непригодным для ремонта, то есть началась эра одноразовых моторов. Затем многие производители и вовсе отказались от чугунных гильз в алюминиевом блоке цилиндров.
Гильзы как способ ремонта
И в чугунных и алюминиевых блоках, есть такое понятие как «ГИЛЬЗОВКА», то есть устанавливаются специальные гильзы – это цилиндрические (как правило — чугунные) полые части похожие на большой кусок трубы.
Они запрессоваются в блок мотора под температурой и прочно сидят на своем месте. Основное назначение сделать мотор прочнее (в случае с алюминиевым вариантом), придать конструкции ремонтопригодность, увеличить ресурс. Гильзы могут быть из высокопрочного легированного серого чугуна, а также из обычного (стоит отметить варианты с тонкими стальными гильзами такое тоже есть, пример — машины фирмы ISUZU), есть и алюминиевые варианты, но они не так часто распространены.
Большим плюсом является то — что при износе гильзы, она как бы берет весь удар на себя. Вы ее просто вытаскиваете (вытачиваете), ставите ремонтную, или даже такую же по размерам. Меняете поршни и кольца (скорее всего, нужен будет ремонт). И мотор опять работает в штатном режиме.
Однако есть двигатели, которые не «гильзуются» с заводов как алюминиевые, так и чугунные. Если чугунный блок мы можем расточить, а также «прогильзовать» вариантом серого чугуна — поставить поршни больше (или такие е же) и кататься дальше — потому как нет разницы теплового расширения металла. То вот алюминий из-за своей сложной технологии изготовления такому зачастую не подвластен. Возникает справедливый вопрос – а можно ли поставить в него гильзы?
Процесс расточки
Заправляем в технологический паз наждачку, даем краткий “газ” на дрели. После этого у нас наждачка плотно окутывает нашу форму. Подбираем эффективную длину наждачки следующим образом : отмеряем большой лоскут полотна, полностью его накручиваем на форму. На заглушенную дрель надеваем наш цилиндр. Не лезет ? Значит отматываем немного, и безжалостным образом отрываем лишний лоскут от наждачки. Эффективная толщина – это чтобы цилиндр зашел с небольшим усилием, но не совсем сильно туго. Начинать нужно с “10” зерна.
Погоняли немного, видим то что у нас гильза понемногу увеличивается в размерах. Поршень потихоньку начинает залезать. Парочка советов:
- НЕ гоните. Быстро растачивать не нужно. Водите цилиндр медленно, как бы вальяжно. Немного вперед, немного назад.
- Используйте всю заготовку во время расточки. Не стойте не месте, и если не идет далее, значит нужно найти дефект/косяк во время заготовки формы.
- Не спешите менять наждачку на новую. Точите лучше старой. Пусть она уже забитая стружкой, очистите её , и дальше работать
- Не выставляйте огромных оборотов на дрели. Чем выше обороты – тем больше шанс выбросить на свалку цилиндр.
- Эффективно не более 550 оборотов в минуту.
- Не зажимайте изделие во время расточки. Не делайте резкого движения “вперед” только из-за того, что цилиндр не идет дальше (встал на одном месте). Может замотать руки.
При соблюдении всех правил, не спеша, можно получить вот такой результат:
Затем обязательно нужно цилиндр промыть в бензине. А после – смазать маслом (если устанавливаете его на тс), либо смазать солидолом/литолом (если консервируете до следующей поломки).
Теперь моя самая любимая фраза :
С первого раза, у молодого специалиста, может не получиться желаемый результат. Это связано с его невнимательностью, и пропуском мимо ушей моих советов. Если идти четко по этой статье – можно и у машины блок расточить. Только кому это нужно будет – я не знаю.
Как заменить сальник коленвала?
На большей части ДВС, если из-под коленвала сочится масло, это указывает на изношенность сальников. Их назначение — максимально уплотнять отверстие, в котором устанавливается коленчатый вал. Они же не дают смазке вытекать из внутренней полости. Различают передний и задний сальники. Один располагается со стороны шкива, другой — маховика. Легче осуществляется замена переднего сальника коленвала.
передний сальник
На некоторых автомобилях места расположения манжет может отличаться. Например, на заднеприводных классических Жигулях сальник ставится в коленвальном щитке за опорным подшипником. А вот на Ваз 2109, 2110, Ладе Гранта, Приоре и Калине, сальник чаще всего находится в блоке цилиндров.
Быстрое истирание манжеты удивления не вызывает. Ресурс её ограничен, так как она постоянно соприкасается с движущимся коленвалом. Кроме того, сальник подвергается воздействию высоких температур. Поэтому даже самые качественные изделия служат не более 200 тыс. км пробега машины. Дополнительно сокращает его срок службы перегрев двигателя, а также использование грязного или низкосортного моторного масла.
Замена сальников коленвала производится одновременно. Другими словами, если повредился только передний или задний элемент, всё равно оба лучше заменить.
Ниже приведена подробная инструкция по замене сальников автомобильного коленвала:
- первым делом снимаются шкивы;
- затем демонтируется защитный кожух ремня ГРМ;
- снимается зубчатый шкив коленвала;
- удаляется передний сальник, вместо него ставится новый.
Задний сальник удастся вытащить только после демонтажа коробки передач и механизма сцепления. После снятия старого уплотнителя, посадочное место в обязательном порядке очищается. Только затем устанавливается новый сальник.
На многих автомобилях демонтируется также маховик. Вначале отмечается его положение относительно коленвала. Затем откручиваются крепёжные болты — чтобы маховик не проворачивался, его удерживают монтажкой.
Пример замены сальников коленвала на автомобиле Опель Астра:
- снять коробку передач и сцепление;
- отметить расположение маховика, затем демонтировать его;
- вытащить приёмную трубу глушителя;
- слить масло двигателя;
- скинуть колодку датчика уровня масла;
- отвернуть фиксаторы картера двигателя, крепящие его к механизму сцепления;
- открутить также болты картера, соединяющие его с блоком цилиндров;
- снять масляный поддон;
- вывернуть регулятор положения коленвала ДПКВ;
- отвернуть болты крышек заднего коренного подшипника;
- снять крышку, извлечь задний сальник, поддев его отвёрткой с плоским жалом.
Снятие и установку переднего уплотнительного сальника коленвала проводят обычным способом.
На многих автомобилях, в том числе Вазах, на задней стороне коленвала сальник располагается в специальном дюралевом держателе. Прежде чем его снимать, надо очистить поверхность от грязи и старого масла. Обойма сальника крепится обычно шестью основными болтами. Помимо этого, его фиксируют два болта поддона. Держатель вытаскивается вместе с манжетой. Между ним и блоком предусмотрена прокладка, которую тоже надо заменять.
задний сальник
Выпрессовать старую манжету из держателя легко. Надо поставить обойму на деревянные мягкие упоры, затем с помощью выколотки и молотка элемент выбивается с обратной стороны по кругу, так как сидит он почти всегда очень плотно. Посадочное место обязательно зачищается — можно тряпкой, смоченной в керосине.
Кромка нового сальника обмазывается небольшим количеством моторного свежего масла. Это делается для простоты установки. Запрессовка обычно проводится специальной оправкой, но можно это сделать и от руки. Новая манжета подбивается молотком через деревянную наставку или старый сальник до намеченных значений. Зазор между ней и обоймой должен составлять 0,5 мм.
Дальше остаётся поставить на место держатель с новым уплотнителем. Посадочное место сальника на коленвале также тщательно прочищается тряпкой. Сначала устанавливается новая прокладка из ремкомплекта, затем уже обойма. Замена переднего резинового сальника проводится намного проще.
Что такое подшипники скольжения
Для лучшего понимания того, почему вкладыши в двигателе нужно затягивать с определенным моментом, давайте взглянем на функции и назначение указанных элементов. Начнем с того, что указанные подшипники скольжения взаимодействуют с одной из самых важных деталей любого ДВС — коленчатым валом. Если коротко, возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре преобразуется во вращательное движение именно благодаря шатунам и коленвалу. В результате появляется крутящий момент, который в итоге передается на колеса автомашины.
Коленчатый вал вращается постоянно, имеет сложную форму, испытывает значительные нагрузки и является дорогостоящей деталью. Для максимального увеличения срока службы элемента в конструкции КШМ применяются шатунные и коренные вкладыши. С учетом того, что коленвал вращается, а также ряда других особенностей, для данной детали создаются такие условия, которые минимизируют износ.
Для изготовления вкладышей используются более мягкие материалы по сравнению с теми, из которых изготовлен сам коленвал. Также вкладыши дополнительно покрывают антифрикционным слоем. В место, где вкладыш сопряжен с шейкой коленвала, под давлением подается смазочный материал (моторное масло). Указанное давление обеспечивает маслонасос системы смазки двигателя
При этом особенно важно, чтобы между шейкой коленвала и подшипником скольжения был необходимый зазор. От величины зазора будет зависеть качество смазывания трущейся пары, а также показатель давления моторного масла в смазочной системе двигателя
Если зазор будет увеличен, тогда происходит снижение давления смазки. В результате происходит быстрый износ шеек коленвала, а также страдают другие нагруженные узлы в устройстве ДВС. Параллельно с этим в двигателе появляется стук.
Добавим, что низкий показатель давления масла (в случае отсутствия других причин) является признаком того, что нужно шлифовать коленвал, а сами вкладыши двигателя необходимо менять с учетом ремонтного размера. Для ремонтных вкладышей предусмотрено увеличение толщины на величину 0.25 мм. Как правило, ремонтных размеров 4. Это значит, что диаметр ремонтного вкладыша в последнем размере будет на 1 мм. меньше по сравнению со стандартным.
Сами подшипники скольжения состоят из двух половин, в которых выполнены специальные замки для правильной установки. Главной задачей является то, чтобы между шейкой вала и вкладышем образовался зазор, который рекомендуется изготовителем двигателя.
Как правило, для замеров шейки используется микрометр, внутренний диаметр шатунных вкладышей промеряется нутромером после сборки на шатуне. Также для замеров можно использовать контрольные полосы бумаги, используется медная фольга или контрольная пластиковая проволока. Зазор на минимальной отметке для трущихся пар должен быть 0. 025 мм. Увеличение зазора до показателя 0.08 мм является поводом к тому, чтобы расточить коленвал до следующего ремонтного размера
Отметим, что в некоторых случаях вкладыши просто меняются на новые без расточки шеек коленвала. Другими словами, удается обойтись только заменой вкладышей и получить нужный зазор без шлифовки
Обратите внимание, опытные специалисты не рекомендуют такой вид ремонта. Дело в том, что ресурс деталей в месте сопряжения сильно сокращается даже при учете того, что зазор в трущейся паре соответствует норме
Причиной считаются микродефекты, которые все равно остаются на поверхности шейки вала в случае отказа от шлифовки.
Общая информация
Коленчатый вал — основной механизм кривошипно-шатунной группы двигателя внутреннего сгорания. Предназначен для преобразования поступательного движения во вращательное. Реализовано это с помощью сложной геометрии детали. Во время работы ДВС весь кривошипно-шатунный механизм (в дальнейшем КШМ) испытывает существенные нагрузки. Это инерционные нагрузки и давление газов в результате сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. В совокупности нагрузки имеют не постоянный, а переменный характер.
В связи с этим к изготовлению коленвала выдвигаются особые требования. Он должен быть устойчивым к температуре и износу. Но любая деталь, находящаяся длительное время под нагрузкой, может потребовать ремонта. В данном случае это расточка и шлифовка коленвалов. Давайте более подробно рассмотрим, что же это за процедура и как выполняется.
Зачем нужна шлифовка коленвала
Необходимость шлифовки шеек коленвала возникает от постепенного их износа, от которого коренные и шатунные шейки становятся овальными и их диаметр становится немного меньше, и вкладышей тоже. От этого зазоры в подшипниках скольжения увеличиваются и давление масла падает ниже необходимой нормы. Также давление масла падает и от износа распределительного вала и его постелей. Следует учесть, что падение давления масла может быть и от износа масляного насоса, или от износа сопряжения редукционного клапана и это следует учитывать и сначала устранить неисправности в них, перед тем как разбирать двигатель и вынимать коленчатый вал для шлифовки. Кроме падения давления масла, ещё от износа шеек и вкладышей возникают стуки и ударные нагрузки при работе двигателя, так как зазоры между изношенными шейками и вкладышами увеличены больше нормы (нормы зазоров будут описаны ниже). Обычно стук шатунных подшипников резче стука коренных и он прослушивается на холостых оборотах мотора при резкой подаче газа. А подшипник какого шатуна стучит, легко определить, если поочерёдно отключать свечи зажигания (или форсунки на дизельном двигателе). Стук коренных подшипников коленвала обычно глухого тона, металлический. Тоже обнаруживается при резкой подаче газа на холостом ходу. Частота стука увеличивается с повышением оборотов коленвала. Чрезмерный осевой зазор коленвала вызывает более резкий стук с неравномерными промежутками, которые особо заметны при плавном увеличении (или уменьшении) оборотов двигателя. Разумеется ездить с изношенным (застучавшим) коленвалом нельзя и при появлении стуков или при падении давления масла (ну или при проведении планового капитального ремонта двигателя) следует ремонтировать коленчатый вал с помощью шлифовки и подбора новых вкладышей, что и будет описано ниже.
Задиры шеек коленвала
Как правило, на появление задиров на поверхности шеек коленчатого вала влияет плохое состояние смазочной системы двигателя. Тут появляется большое количество различных факторов: моторное масло низкого качества, нарушение сроков его замены, зашлаковывание масляного фильтра, слабое давление в системе. Задиры также образовываются из-за проблем с охлаждением силового агрегата или нарушением его температурного режима, ведь слишком высокие температуры способствуют разжижению масла. Изношенные поршневые кольца пропускают частички топлива или продукты сгорания в масло, что также меняет его структуру. В таком случае необходимо отшлифовать коленчатый вал и заменить вкладыши. Следует проверить и систему смазки, и охладительную систему, и систему питания мотора, заменить фильтры, провести проверку масляных каналов и поменять кольца поршней по необходимости. В таком случае наиболее финансово выгодно будет провести полный капитальный ремонт силового агрегата вместо выполнения большого перечня работ.
Как затягивать коренные вкладыши и вкладыши шатунов
Итак, с учетом вышесказанного становится понятно, что момент затяжки коренных и шатунных вкладышей крайне важен. Теперь перейдем к самому процессу сборки.
- Прежде всего, в постели коренных шеек устанавливаются коренные вкладыши. Необходимо учитывать, что средний вкладыш отличается от других. Перед установкой подшипников удаляется смазка-консервант, после чего на поверхность наносится немного моторного масла. После этого ставятся крышки постелей, после чего осуществляется затяжка. Момент затяжки должен быть таким, который рекомендован для конкретной модели силового агрегата. Например, для моторов на модели ВАЗ 2108 этот показатель может быть от 68 до 84 Н·м.
- Далее производится установка вкладышей шатунов. Во время сборки необходимо точно установить крышки на места. Указанные крышки промаркированы, то есть их произвольная установка не допускается. Момент затяжки шатунных вкладышей немного меньше по сравнению с коренными (показатель находится в рамках от 43 до 53 Н·м). Для Lada Priora коренные вкладыши затягиваются с усилием 68.31-84.38, а шатунные подшипники имеют момент затяжки 43.3-53.5.
https://youtube.com/watch?v=hTTUlHWrnLs
Расточка поможет повысить компрессию блока цилиндров
Видео инструкция, как правило, наглядно показывает данное мероприятие, но зритель упускает самое важное – специфику проведения. Ему кажется, что все просто и легко, и он справится, но нельзя забывать, что на видео растачивает блок профи
Более всего расточка блок цилиндров интересна автовладельцам, озабоченным компрессией. Просмотр большого количества видео для многих становится откровением. Они понимают, что справиться с этим делом правильно в домашних условиях будет крайне сложно.
Как известно, при недостаточной компрессии цилиндров ДВС не может выдавать требуемую мощность, падает динамика автомобиля. Расточка помогает значительно повысить мощность путем увеличения компрессионной площади на цилиндрах.
Несмотря на то, что многие эксперты рекомендуют проводить операцию в автосервисе, желающих освоить нюансы операции становится все больше. И одними видео просмотрами это не ограничивается. В поисках полезной информации заинтересованный автолюбитель спамит форумы и сайты, пытаясь найти легкую в понимании инструкцию, но в большинстве случаев тщетно.
