Вкладыши в двигателе что делать если провернуло вкладыши

Провернуло вкладыши двигателя: что делать

Современный двигатель является весьма сложным устройством, состоящим из большого числа деталей. Одним из самых важных считается коленчатый вал и все связанные с ним детали, передающие энергию топлива сгорания на колёса, придавая им вращение. Составной частью коленвала являются вкладыши коренные и шатунные, которые во время работы мотора первыми приходят в движение.

«Стуканутые» моторы

«Стуканутые» моторы, проворот вкладышей, «съеденные» валы, отсутствие ремонтных вкладышей и т.д. – одна большая тема «Ремонт постелей и валов».

Человеку, впервые сталкивающемуся с такими проблемами, обычно кажется, что жизнь деталей закончилась и выход тут только один – замена всего и вся. А тут еще и заботливые дилеры со своими фирменными программами, в которых четко указано, что ремонтировать ничего нельзя – только менять, и чаще всего весь узел в сборе: «мы, конечно, очень сожалеем (как же – сожалеют они!), что Вам придется заплатить приличные деньги (а куда Вы денетесь!), но другого выхода нет». Причем ни одной внятной причины, почему деталь нельзя отремонтировать, не приводится – нельзя, и все тут (хотя причина тут вполне понятна – желание побольше подзаработать на продаже запчастей). Так вот, уважаемые господа – выход есть, без потери качества и значительно (в разы) дешевле. Мы утверждаем это, основываясь на своем собственном многолетнем опыте. А теперь подробнее о разных случаях из практики и способах ремонта.

Случай 1. Вал изношен, а ремонтные вкладыши не выпускаются. Ситуация довольно типична для мотоциклов и современных двигателей.

Для начала небольшое лирическое отступление «О дилерах».

Дилеры объясняют это тем, что при шлифовке вала якобы снимается «особый упрочненный слой» — чушь полная: коленвалы подвергаются поверхностной закалке токами высокой частоты, при этом толщина слоя даже теоретически никак не может быть меньше 0,5 мм, поэтому любые коленвалы можно шлифовать в ремонтный размер. Кстати, через несколько лет после начала выпуска двигателя ремонтные вкладыши обычно появляются в продаже (так было, например, с двигателями VR6 (VW) и V6 (Ауди). Вопрос дилеру – а как же «особый упрочненный слой»? Иногда ситуация доводится до полного абсурда, особенно преуспела в этом фирма «Форд» — на некоторых ее новых двигателях с алюминиевым блоком цилиндров вообще запрещено даже ослаблять болты крепления коренных крышек и шатунов, а при малейших подозрениях на повреждение вкладышей замене подлежит вся нижняя часть двигателя (т.е. блок цилиндров с коленвалом, поршнями и шатунами в сборе). И можно было бы поверить в некие волшебные свойства деталей этого двигателя, которые могут быть осквернены одним только прикосновением рук механика, если бы не одно «но»: аналогичные (чтобы не сказать – такие же) двигатели устанавливаются на автомобили «Мазда», но почему-то для них существуют и ремонтные вкладыши, и поршневые кольца, и поршни (кстати – абсолютно взаимозаменяемые с деталями «Фордов»), и никто не запрещает заниматься разборкой-сборкой.

Невольно вспоминается случай из нашей практики:

На новом Ford Focus CMax с двигателем 1,8 л (куплен у официального дилера, пробег – 5000 км) клиент случайно заезжает в глубокую лужу, двигатель глохнет и больше не заводится. Клиент, естественно, обращается в свой сервисный центр, где узнает, что случай не является гарантийным, и ремонт надо будет оплачивать. Неприятно, но что делать? Самое интересное начинается, когда дилер снимает двигатель, начинает его разбирать, доходит до пункта своей инструкции, запрещающего ему «дотрагиваться» до нижней части двигателя, и после визуального осмотра выносит свой вердикт — блок цилиндров с коленвалом, поршнями и шатунами в сборе подлежит замене (а это где-то около 5500 долларов!) И вот тут уже клиент в шоке. Он начинает понимать, что здесь что-то не так. Распрощавшись с гостеприимным дилером и с трудом уговорив его напоследок хотя бы разобрать двигатель до конца, клиент привозит детали к нам. После тщательных промеров нас «ужасает» масштаб разрушений – согнут один шатун и слегка потерт шатунный вкладыш, все остальное – как будто только что с завода, что и неудивительно – ведь пробежала-то машина всего ничего. В результате, заказываем по «Мазде» оригинальные запчасти: один шатун с поршнем в сборе и один шатунный вкладыш, полируем коленвал и отдаем счастливому клиенту – все, проблема решена. Даже не хочется сравнивать этот ремонт по стоимости с официальным – и так все ясно. Выводы делайте сами.

Конечно, дилеры до зубов вооружены документацией фирмы-изготовителя автомобиля, но при этом мало кто умеет пользоваться микрометрами и нутромерами (если такой инструмент у них вообще имеется, простая лекальная линейка для проверки плоскости – и то редкость), в лучшем случае – штангенциркулем, а чаще всего износ определяется просто на глаз.

Поэтому, небольшой совет напоследок: поинтересуйтесь у тех, кто будет ремонтировать Вам двигатель, какими инструментами они будут измерять износы, а еще лучше – попросите поприсутствовать при этом и посмотрите, как они будут это делать.

Но вернемся к нашему случаю. Итак: налицо износ вала и отсутствие в программе изготовителя ремонтных вкладышей. Что делать?

Мы поступаем следующим образом: сначала ищем ремонтные вкладыши в каталогах производителей запчастей для вторичного рынка – очень часто в их производственной программе имеются ремонтные вкладыши, не поставляемые фирмами-изготовителями двигателей. Если же и это не помогло – подбираем вкладыши от другого автомобиля с соответствующей доработкой (перегибание по диаметру, перебивка замков, обрезание по ширине, проточка канавок, сверление отверстий и т.д.) См. фото 1:

1. старые изношенные вкладыши (образец)
2. заготовка (подобранные вкладыши)
3. вкладыши перегнуты и обрезаны в размер
4. готовые вкладыши

Фото 1. Доработка вкладышей для двигателя мотоцикла.

В крайнем случае, если не удается ничего подобрать, то выручает наварка шейки. Конечно, само слово «наварка» пугает, но, если все делать грамотно, то результат обычно очень хороший – у нас есть опыт, когда валы выхаживали сотни тысяч километров без поломок. Главное, чтобы навариваемый вал был без трещин.

Фото 2. Наваренная шатунная шейка коленвала.

Случай 2. Вкладыш провернулся и разбил свое посадочное место в блоке цилиндров.

Фотографии типичных дефектов. Ничего страшного, все можно поправить.

Отверстия под втулки и вкладыши валов в блоках цилиндров выполняются с большой точностью, чтобы обеспечить хорошее прилегание вкладыша по всей окружности. Если просто поменять вкладыш в поврежденном отверстии, то его рано или поздно (а чаще – сразу) провернет снова. Поэтому посадочные отверстия (постели) под вкладыши необходимо проверять и при необходимости ремонтировать. Также очень важно при ремонте не сместить ось вала, так как смещение оси может привести к тому, что двигатель потом будет просто невозможно собрать – не встанет на место промежуточная шестерня газораспределительного механизма, поршни будут упираться в прокладку головки блока, не говоря уже о трудностях с подсоединением коробки передач. Поэтому подход в каждом конкретном случае разный, но смысл всегда один и тот же – надо не просто восстановить отверстие в блоке цилиндров, но и добиться того, чтобы это не ухудшило работоспособность блока цилиндров.

Для ремонта постели балансирного вала отверстие растачивается в больший диаметр, изготавливается дополнительная втулка, в которую запрессовывается «родная» втулка, и весь получившийся «бутерброд» вставляется в блок цилиндров.

Если речь идет о коренных вкладышах, то способ ремонта выбирается, исходя из величины повреждения: если отверстия повреждены не сильно (речь идет о сотых долях миллиметра), то можно занизить крышки или саму поверхность блока под крышки, а затем расточить отверстия в первоначальный размер.

Кстати, этот станок позволяет растачивать отверстия в очень большом диапазоне диаметров, в том числе и для блоков цилиндров грузовиков.

Фото 10. Расточка постели в блоке цилиндров FIAT (V-образный, 8 цилиндров).

Последняя доводочная операция – хонингование постели.

Фото 11. Хонингование постели в блоке цилиндров (Мерседес-Бенц, двигатель М137 (V-образный, 12 цилиндров).

Если постель в блоке цилиндров повреждена очень сильно, то можно перед расточкой подварить поверхности – мы умеем это делать как по алюминию, так и по чугуну. А дальше процедура та же самая – расточка и хонингование.

Случай 3. Разбиты отверстия в головке блока цилиндров под распредвал и изношены шейки распредвала.

Для головки блока цилиндра не менее, а может быть, даже и более важно, чем для блока, добиться, чтобы не «ушла» ось распредвала, особенно если применяются гидротолкатели. Поэтому основной способ ремонта – расточка отверстий «как чисто» и наварка шеек распредвала. Иногда приходится подваривать отверстия постели. Кстати, за всю нашу многолетнюю практику не было ни одного случая поломки распредвала после наварки, это очень надежный и эффективный метод.

Фотографии типичных дефектов (Фото 19,20 и 21). Ничего страшного, все можно поправить.

Этот случай достаточно сложный. Здесь придется специально изготавливать сегменты и вваривать их в постель с последующей расточкой соосно всей постели.

А дальше все по обычной процедуре: приварка и расточка. Последняя операция – сверление масляного канала.

Случай 4. Втулки распредвала под обработку.

Самый простой случай: втулки устанавливаются на свои места, а затем протачиваются в нужные размеры.

Очень важно добиться совмещения отверстий для подачи масла. Втулка устанавливается при помощи оправки на специальный клей.

Причины поломки

Из-за высоких нагрузок данные части коленвала имеют повышенный риск поломки. Основными причинами возникающих проблем с данными элементами являются их физический износ и проворачивание. Первая считается естественной поломкой, поскольку со временем они имеют свойство стираться, это ведёт к большему ходу вала и сниженной подаче масла из-за низкого давления.

Вторая ситуация происходит потому, что пластина вкладышевого элемента слишком тонкая и при проворачивании он слипается с шейкой коленвала. Это фактически ведёт к поломке двигателя. Причины второго случая могут быть такими:

• предельные показатели вязкости смазки, попадание в неё вредных примесей или полное отсутствие таковой;
• плохое натяжение для поставленных подшипниковых крышек;
• смазка слишком жидкая;
• двигатель часто эксплуатируется в условиях регулярных перегрузок.

Всё это ведёт к поломке указанных компонентов и фактически делает невозможной эксплуатацию двигателя. Поэтому важно при обнаружении указанной неисправности заменить поломанные детали новыми и произвести их полноценную установку.

Материалы подшипников скольжения

Материалы, из которых делают подшипники, должны обладать многими, иногда противоречивыми, свойствами.

• Усталостная прочность (максимальная нагрузка) – максимальная циклическая нагрузка, которую подшипник выдерживает в течение неограниченного числа циклов. Превышение этой нагрузки приводит к образованию усталостных трещин в материале.

• Сопротивление схватыванию (совместимость) – способность материала подшипника сопротивляться свариванию с материалом вала во время прямого физического контакта между ними.

• Износостойкость – способность материала подшипника сохранять свои размеры несмотря на присутствие абразивных частиц в масле, а также в условиях механического контакта с валом.

• Прирабатываемость – способность материала подшипника компенсировать небольшие геометрические дефекты вала и гнезда за счет незначительного локального износа или пластической деформации.

• Абсорбционная способность – способность материала подшипника захватывать мелкие чужеродные частицы, циркулирующие с маслом.

• Коррозионная стойкость – способность материала подшипника сопротивляться химическим воздействиям окисленных или загрязненных масел.

• Кавитационная стойкость – способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, производимые схлопывающимися кавитационными пузырьками (пузырьки образуются в результате резкого падения давления в текущем масле).

Эксцентриситет подшипника скольжения

Соответственно длительная и надежная работа подшипника скольжения достигается соединением высокой прочности (усталостной прочности, износостойкости, кавитационной стойкости) с мягкостью (прирабатываемостью, сопротивлением схватыванию, абсорбционной способностью).

То есть материал должен быть одновременно и прочным, и мягким. Это звучит парадоксально, однако существующие подшипниковые материалы соединяют эти противоположные свойства – правда, с определенным компромиссом.

Для достижения этого компромисса используются композитные структуры, которые могут быть или слоистыми (мягкое покрытие, нанесенное на прочное основание) или дисперсными (мягкие частички, распределенные внутри прочной матрицы).

Биметаллические подшипники имеют стальное основание, обеспечивающее жесткость и натяг в тяжелых условиях повышенной температуры и циклических нагрузок.

Второй слой материала состоит из антифрикционного сплава. Его толщина относительно велика: она составляет около 0,3 мм. Толщина антифрикционного слоя – важная характеристика биметаллических подшипников, способных прирабатываться и приспосабливаться к относительно большим геометрическим дефектам. Биметаллический подшипник также обладает хорошей абсорбционной способностью, поглощая как мелкие, так и крупные включения в масле.

Обычно рабочий слой делают из алюминия, содержащего 6–20% олова в качестве твердого смазочного материала: именно олово обеспечивает антифрикционные свойства. Кроме этого, сплав часто содержит 2–4% кремния в виде мелких включений, распределенных в алюминии. Твердый кремний упрочняет сплав и обладает способностью полировать поверхность вала – поэтому его присутствие особенно важно при работе с валами из ковкого чугуна. Сплав может быть дополнительно упрочнен небольшими добавками меди, никеля, марганца, ванадия и других элементов.

Триметаллические подшипники, помимо стального основания, имеют промежуточный слой из медного сплава, содержащего 20–25% свинца в качестве твердой смазки и 2–5% олова для упрочнения меди.

Третий слой представляет собой покрытие на основе свинца, которое также содержит около 10% олова, повышающего коррозионную стойкость сплава и несколько процентов меди для упрочнения. Толщина покрытия составляет всего 12–20 мкм. Низкая толщина покрытия повышает его усталостную прочность, однако снижает антифрикционные свойства (прирабатываемость, абсорбционную способность, сопротивление схватыванию), особенно если мягкое покрытие было подверг­нуто износу. Между промежуточным слоем и свинцовистым покрытием наносится очень тонкий (1–2 мкм) слой никеля, служащий барьером, предотвращающим диффузию олова из покрытия в промежуточный слой.

Измерение высоты выступа стыка подшипника

Инновационные материалы для подшипников скольжения постоянно разрабатываются производителями подшипников. Это новые материалы, способные работать в тяжело нагруженных двигателях (дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива, двигатели с турбонаддувом), а также в гибридных и старт-стоп двигателях, в том числе:

• высокопрочные алюминиевые биметаллические материалы;

• прочные металлические покрытия для триметаллических подшипников;

• полимерные композитные покрытия, содержащие частицы твердых смазочных мате­риалов;

• бессвинцовые экологически чистые безвредные материалы.

Свойства подшипниковых материалов

Свойства материалов подшипников, характеризующие прочность и мягкость, сочетаются в различных пропорциях у разных материалов.

Отличные мягкие антифрикционные свойства триметалла ограничены толщиной покрытия (12 мкм). Если геометрический дефект или чужеродные частицы превышают толщину покрытия, ее антифрикционные свойства резко падают.

Мягкие свойства биметалла несколько ниже, чем у триметалла, однако они не ограничены толщиной покрытия, поэтому биметаллические подшипники способны прирабатываться к относительно крупным несоосностям и другим геометрическим дефектам. С другой стороны, усталостная прочность (максимальная нагрузка) биметаллических подшипников ниже (40–50 МПа), чем у триметаллических материалов (60–70 МПа). Также биметаллические подшипники без кремния хуже работают с чугунным валом.

Определение износа вкладышей

Для определения износа тонкостенных вкладышей подшипников при помощи латунной пластинки проверяют зазор между вкладышами подшипников и шейками коленчатого вала. С проверяемого подшипника снимают крышку и очищают ее от смазки, а на вкладыш кладут смазанную маслом латунную пластину.

Затем крышку ставят на место и до отказа затягивают болтами. Болты остальных крышек при этом должны быть ослаблены, Пусковой рукояткой поворачивают коленчатый вал. При зазоре нормальной величины вал повертывается с трудом, или совсем не повертывается.

Если вал вращается легко, то вкладыши подлежат. замене. После замены вкладышей болты затягивают динамометрическим ключом. Допустимый зазор между шейкой вала и вкладышем обеспечивается подбором вкладыша по размеру шейки. Уменьшать зазор спиливанием крышек подшипников или помещая прокладки между вкладышами и гнездами нельзя.

Нельзя также увеличивать зазоры и путем шабровки вкладышей; это может привести к обнажению стальной ленты вкладыша и к повреждению шейки коленчатого вала. Конусность и овальность шеек коленчатого вала, а также наличие рисок и задиров на них выше допустимой величины устраняются шлифованием их под ремонтные размеры с установкой вкладышей соответствующих ремонтных размеров.

Измерения

Чтобы определить степень изношенности шеек коленвала, нужно не только измерить их диаметр, но и проверить на овальность и конусность.

Для каждой шейки с помощью микрометра производятся замеры в двух перпендикулярных плоскостях A и B в трех сечениях — сечения 1 и 3 отстоят от щек на четверть длины шейки, сечение 2 находится посредине.

Максимальная разность диаметров, измеренных в разных сечениях, но в одной плоскости, даст показатель конусности.

Разность диаметров в перпендикулярных плоскостях, измеренных в одном и том же сечении, даст величину овальности. Для более точного определения степени овального износа измерения лучше произвести в трех плоскостях через каждые 120 градусов.

Зазоры

Величина зазора — это разность между внутренним диаметром вкладыша и диаметром шейки, делённая на 2.

Определение внутреннего диаметра вкладыша, особенно коренного, бывает затруднено. Поэтому для измерения удобно воспользоваться калиброванной пластиковой проволокой Plastigauge (Пластигейдж). Процедура замера следующая.

Очистите шейки от смазки.

Поместите кусок калиброванного стержня поперек измеряемой поверхности.

Поставьте крышку подшипника, зажав крепеж с номинальным усилием при помощи динамометрического ключа.

Не проворачивайте коленвал.

Теперь открутите крепление и снимите крышку.

Приложите калибровочный шаблон к расплющенному пластику и по его ширине определите зазор.

Если его величина не вписывается в допустимые пределы, шейки необходимо отшлифовать под ремонтный размер.

Шейки часто изнашиваются неравномерно, поэтому все измерения необходимо сделать для каждой из них и отшлифовать их, приведя к одному ремонтному размеру. Лишь после этого можно подбирать и устанавливать вкладыши.

Заключение

Отвечая на вопрос, нужно ли соблюдать момент затяжки коренных и шатунных вкладышей, однозначно можно ответить что да. Ведь при слабой затяжке или перетяжке этих деталей могут возникнуть серьезные проблемы, которые снова приведут к поломке или выходу из строя вашего двигателя.

Следовательно, правильно выполненная работа по затягиванию вкладышей сможет обеспечить долгую жизнь двигателю, а также продлить сроки эксплуатации любого автомобиля. Поэтому следует серьезно отнестись ко всем рекомендованным цифрам по затяжке, а также правилам, указанным в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля.