Вкладиші колінвалу та їх заміна
Колінчастий вал - одна з ключових деталей будь-якого транспортного засобу з поршневим ДВЗ. Пристрої та призначення коленвала присвячена окрема. А зараз поговоримо про те, що допомагає йому безперебійно функціонувати. Йтиметься про вкладиші.
Вкладиші встановлюються між корінними шийками колінвала і ліжком у блоці циліндрів, а також між шатунними шийками та внутрішньою поверхнею нижніх головок шатунів. По суті це підшипники ковзання, що дозволяють знизити тертя при обертанні валу і запобігти його заклиненню. Підшипники кочення тут не застосовні, вони просто не зможуть довго витримувати такі умови експлуатації.
Крім зменшення тертя вкладки дозволяють правильно розташувати і відцентрувати деталі. Ще одна важлива їх функція - розподіл мастила з утворенням масляної плівки на поверхні деталей, що взаємодіють.
Вкладиш являє собою складову деталь із двох плоских металевих напівкілець. У парі вони повністю охоплюють шию колінвала. На одному з торців півкільця є замок, за його допомогою вкладиш фіксується у посадковому місці. У завзятих підшипниках робляться буртики - бічні стінки, які також дозволяють фіксувати деталь і не дають валу зміщуватися по осі.
У півкільцях є один або два отвори, через них здійснюється постачання мастилом. На вкладишах, які знаходяться з боку масляного каналу, робиться поздовжня борозенка, по ній мастило надходить до отвору.
Підшипник має багатошарову структуру, в його основі пластина зі сталі. З внутрішньої (робочої) сторони на неї нанесено антифрикційне покриття, що зазвичай складається з кількох шарів. Можна виділити два конструктивні підвиди вкладишів — біметалічні та триметалічні.
У біметалевих на сталеву основу завтовшки від 1 до 4 мм нанесено антифрикційне покриття 0,25...0,4 мм. У його складі зазвичай м'які метали - мідь, олово, свинець, алюміній у різних пропорціях. Також можливі добавки цинку, нікелю, кремнію та інших речовин. Між основою та антифрикційним шаром часто є алюмінієвий або мідний підшар.
Триметалічний підшипник має ще один тонкий шар зі свинцю з додаванням олова або міді. Він перешкоджає корозії та знижує зношування антифрикційного шару.
Для додаткового захисту в процесі транспортування та приробітку на півкільця з обох сторін може наноситися напилення з олова.
Структура вкладок коленвала не регламентована будь-якими стандартами і може відрізнятися у різних виробників.
Вкладиші – деталі прецизійного типу, що забезпечують зазори у певних межах під час обертання коленвала. У зазор під тиском подається мастило, яке із-за ексцентричного зміщення валу утворює так званий масляний клин. Фактично у нормальних умовах колінвал не стосується підшипника, а обертається на олійному клині.
Зниження тиску масла або недостатня його в'язкість, перегрів, відхилення розмірів деталей від номінальних, перекоси осей, потрапляння сторонніх частинок та інші причини спричиняють порушення рідинного тертя. Тоді в деяких місцях шийки валу та вкладиші починають стикатися. Зростає тертя, нагрівання та знос деталей. Згодом процес призводить до виходу підшипників із ладу.
Після розбирання та вилучення вкладишів про причини зношування можна судити за їх зовнішнім виглядом.
Зношені або пошкоджені вкладиші не підлягають ремонту і замінюються новими.
Про можливі проблеми з вкладишами повідомить глухий металевий стукіт. Він стає гучнішим у міру прогріву ДВС або зростання навантаження.
Якщо стукає з частотою обертання коленвала, значить серйозно зношені корінні шийки або підшипники.
Якщо ж стукіт відбувається з частотою вдвічі меншою, ніж оберти колінвала, значить, потрібно дивитися шатунні шийки та їх вкладиші. Проблемну шию можна визначити точніше, відключивши форсунку або свічку запалювання одного з циліндрів. Якщо стукіт пропаде або стане тихіше, значить слід діагностувати відповідний шатун.
Побічно про проблеми з шийками та вкладишами говорить падіння тиску в системі мастила. Особливо, якщо це спостерігається на неодружених оборотах після прогріву агрегату.
Підшипники бувають корінні та шатунні. Перші розміщуються в посадкових місцях у корпусі БЦ, вони охоплюють корінні шийки та сприяють плавному обертанню безпосередньо самого валу. Другі вставляються в нижню голівку шатуна і разом із нею охоплюють шатунну шию коленвала.
Зношування схильні не тільки вкладиші, а й шийки валу, тому заміна зношеного підшипника вкладишем стандартного розміру може призвести до того, що зазор виявиться занадто великим.
Для компенсації зносу шийок може знадобитися встановлювати підшипники ремонтних розмірів зі збільшеною товщиною. Як правило, вкладки кожного наступного ремонтного розміру на чверть міліметра товщі за попередній. Підшипники першого ремонтного розміру товщі за стандартний на 0,25 мм, другого — на 0,5 мм і так далі. Хоча в деяких випадках крок ремонтних розмірів може бути іншим.
Щоб визначити ступінь зношеності шийок коленвала, потрібно не лише виміряти їх діаметр, а й діагностувати на овальність та конусність.
Для кожної шийки за допомогою мікрометра проводяться виміри у двох перпендикулярних площинах A і B у трьох перерізах - перерізи 1 і 3 від щік на чверть довжини шийки, перетин 2 знаходиться посередині.
Максимальна різниця діаметрів, виміряних у різних перерізах, але в одній площині дасть показник конусності.
Різниця діаметрів у перпендикулярних площинах, виміряних в тому самому перерізі, дасть величину овальності. Для більш точного визначення ступеня овального зношування вимірювання краще зробити в трьох площинах через кожні 120 градусів.
зазори
Величина зазору - це різниця між внутрішнім діаметром вкладиша та діаметром шийки, поділена на 2.
Визначення внутрішнього діаметра вкладиша, особливо корінного, буває утрудненим. Тому для вимірювання зручно скористатися каліброваним пластиковим дротом Plastigauge (Пластигейдж). Процедура виміру наступна.
- Очистіть шийки від мастила.
- Помістіть шматок стрижня, що калібрується, поперек вимірюваної поверхні.
- Поставте кришку підшипника, затиснувши кріплення з номінальним зусиллям за допомогою динамометричного ключа.
- Не провертайте колінвал.
- Тепер відкрутіть кріплення та зніміть кришку.
- Прикладіть калібрувальний шаблон до розплющеного пластику і за його шириною визначте проміжок.
Якщо його величина не вписується у допустимі межі, шийки потрібно відшліфувати під ремонтний розмір.
Шийки часто зношуються нерівномірно, тому всі виміри потрібно зробити для кожної з них та відшліфувати їх, привівши до одного ремонтного розміру. Лише Далі можна підбирати та встановлювати вкладиші.
Підбираючи вкладки для зміни, потрібно обов'язково враховувати модельний ряд ДВС, а буває, що навіть конкретну модель ДВС. У переважній більшості випадків підшипники від інших агрегатів виявляться несумісними.
Номінальні та ремонтні розміри, величини проміжків, можливі допуски, моменти затягувань болтів та інші параметри, пов'язані з колінвалом, можна знайти в ремонтному мануалі вашого автомобіля. Підбір та встановлення вкладишів слід проводити у суворій відповідності з мануалом та мітками, вибитими на колінвалі та корпусі БЦ.
Правильна процедура зміни підшипників передбачає повний демонтаж колінвалу. Отже, доведеться знімати ДВС. Якщо у вас є відповідні умови, необхідний набір інструментів, досвід та бажання, то можете приступати. В іншому випадку вам дорога в автосервіс.
Перед тим як знімати кришки вкладишів, слід їх пронумерувати і позначити, щоб при монтажі встановити на колишні місця та в попередньому положенні. Це стосується й вкладишів, якщо вони у справному стані та передбачається їхнє подальше використання.
Знятий вал, вкладиші та сполучені деталі ретельно очищаються. Перевіряється їхній стан, особливу увагу при цьому слід приділити перевірці чистоти масляних каналів. Якщо вкладиші мають дефекти - задираки, відшарування, сліди плавлення або прикипання - їх потрібно замінити.
Далі виробляються необхідні виміри. Залежно від одержаних результатів шліфуються шийки.
Якщо вкладки потрібного розміру є, то можна приступати до монтажу коленвала.
збірка
У , призначених для розміщення в ліжку БЦ, є канавка для змащення, а ті півкільця, що вставляються в кришки, не мають проточки. Міняти їх місцями не можна.
Перед установкою всіх вкладишів їх робочі поверхні, а ще шийки колінвала потрібно змащувати олією.
і підшипники встановлюються в ліжку блоку циліндрів, але в них укладається коленвал.
Ставляться місце кришки корінних вкладишів відповідно до маркуванням і зробленими під час демонтажу мітками. Болти затягуються з потрібним моментом у 2-3 проходи. Спочатку проводиться затяжка кришки центрального підшипника, далі за схемою: 2-й, 4-й, передній та задній вкладиш.
Коли всі кришки затягнуті, переверніть колінвал і переконайтеся, що обертання відбувається легко і без заїдань.
Змонтуйте шатуни. Кожну кришку потрібно обов'язково ставити на свій шатун, тому що їхня заводська розточка виробляється спільно. Замки вкладишів повинні розташовуватися з одного боку. Затягніть болти з потрібним моментом.
В інтернеті можна знайти чимало рекомендацій щодо заміни підшипників без необхідності клопоту процесу зняття. Один з таких способів полягає у використанні болта або заклепки, який вставляється в масляний отвір шийки. Головку болта за потреби потрібно сточити так, щоб вона не перевищувала по висоті товщину вкладиша і вільно проходила в зазор. При провертанні колінвала головка упреться в торець півкільця підшипника і виштовхне його назовні. далі подібним чином місце витягнутого ставиться новий вкладиш.
Справді, такий спосіб працює, і ризик пошкодити щось невеликий, потрібно лише дістатися коленвала з оглядової ями. Однак він може мати непередбачувані наслідки, тому застосовувати його ви будете на свій страх та ризик.
Проблема подібних народних методів полягає в тому, що вони не передбачають детального дефектування та вимірів колінвала і абсолютно виключають шліфування та припасування шийок. Все робиться на око. У результаті проблема може виявитися замаскованою, але через якийсь час виявитися знову. Це у кращому випадку.
Змінювати вкладиші, що вийшли з ладу, без урахування зносу шийок коленвала вкрай не варто. У процесі експлуатації шия може, наприклад, набути форми овалу. І тоді проста заміна вкладиша майже гарантовано призведе незабаром до його прокручування. В результаті як мінімум з'являться задираки на колінвалі і його доведеться шліфувати, а як максимум буде потрібно серйозний ремонт ДВЗ. Якщо проверне, може вийти з ладу.
Неправильний проміжок теж викликає серйозні негативні наслідки. Люфт загрожує стукотом, вібрацією та ще більшим зносом. Якщо ж зазор, навпаки, менше допустимого, тоді збільшується ризик заклинювання.
Хоча й меншою мірою, але поступово зношуються й інші сполучені деталі — головки шатунів, постіль коленвала. Про це також не слід забувати.
