Устройство автомобилей
Кривошипно-шатунный механизм
Коренные подшипники
Коренные подшипники поддерживают коленчатый вал в блок-картере и работают в тяжелых эксплуатационных условиях, характеризующихся значительными динамическими нагрузками со стороны шеек коленчатого вала и высокой частотой вращения. При этом в результате трения подшипники нагреваются, и их трущиеся поверхности подвергаются механическому изнашиванию.
Интенсивному изнашиванию коренных подшипников в значительной мере препятствует масляный клин, который образуется в зоне сопряжения подшипник-шейка коленчатого вала при вращении последнего. В результате высокого давления масла в образовавшемся масляном клине коленчатый вал буквально всплывает в масляной пленке, и во время работы двигателя практически не касается поверхности вкладышей.
Тем не менее, износ коренных подшипников развивается динамично, поскольку масляная пленка между шейками вала и поверхностью подшипников образуется при устойчивой частоте вращения и эффективном функционировании системы смазки, которые в условиях пуска двигателя, особенно после длительного перерыва в работе, требуют значительного времени для выхода на оптимальный режим.
К коренным подшипникам предъявляются следующие требования:
В двигателях внутреннего сгорания могут применяться коренные подшипники качения (обычно роликовые) и подшипники скольжения. Наибольшее распространение получили подшипники скольжения (вкладыши), так как применение подшипников качения связано с усложнением конструкции блок-картера и повышенным гидродинамическим сопротивлением качению роликов по слою смазочного материала при высоких частотах вращения.
Коренные подшипники скольжения выполняют разъемными. Верхняя опорная часть их расположена в перегородке картера, а нижняя размещена в съемной крышке, которая фиксируется на картере болтами или шпильками. Крышки коренных опор в процессе изготовления блока картера и расточке отверстия (постели) под коленчатый вал, обрабатываются совместно с перегородками, поэтому в процессе эксплуатации двигателя нельзя переставлять крышку из одной опоры на другую, поскольку это может привести к нарушению центровки постелей коленчатого вала.
Коренные подшипники скольжения выполняются в виде тонкостенных сменных вкладышей, которые устанавливаются в соответствующих гнездах картера с натягом.
Тонкостенные вкладыши представляют собой изогнутую в полукольцо стальную ленту, на внутреннюю (рабочую) поверхность которых нанесен антифрикционный слой – оловянисто-алюминиевый сплав, содержащий 17,5…22,5 % олова; 0,7…1,3 % меди; по 0,7 % железа, кремния, марганца; остальное – алюминий.
В двигателях с повышенной нагрузкой на подшипники (например, дизели) в качестве антифрикционного слоя коренных вкладышей используется свинцовистая бронза, содержащая 30 % свинца.
Особенность коренных вкладышей – наличие на их рабочей поверхности отверстий и кольцевых канавок для обеспечения непрерывной подачи масла к шейкам коленчатого вала.
Для предотвращения от проворачивания вкладышей в постелях применяют отогнутые выступы – «усики», которые при сборке упираются в выемки плоскостей разъема.
Для обеспечения необходимой жесткости крышки коренных подшипников выполняются массивными с дополнительными ребрами и утолщениями, и крепятся к перегородкам картера с большим моментом затяжки.
Для того, чтобы исключить деформацию, высоконагруженные крышки коренных подшипников дизелей соединяют с картером дополнительными вертикальными или горизонтальными болтами. Во избежание боковых смещений крышки фиксируют обычно установочными штифтами или втулками, либо призонными болтами. Посадка крышки по торцевым плоскостям, отфрезерованным в приливах картера, обеспечивает высокую жесткость всему узлу подшипника.
Коренные подшипники коленчатого вала: обзор, особенности и виды
Совершенно любой двигатель – это достаточно сложный механизм, который состоит из множества различных компонентов. Каждая деталь этого механизма обеспечивает слаженную и правильную работу всей системы в целом. При этом одни детали в большом механизме могут играть серьезные роли, а другие не настолько функциональны. Коленчатый вал, как и прочие узлы и детали, которые имеют к нему прямое отношение – это наиболее значимая часть ДВС. Именно он обеспечивает вращение маховика путем превращения энергии горения топливной смеси в механическую работу.
Одна из важных деталей в устройстве двигателя – коренной подшипник. Это небольшая деталь в форме полукольца из металла средней жесткости, имеющая специальное антифрикционное покрытие. Когда двигатель эксплуатируется в течение длительного времени, эти подшипники или вкладыши подвергаются сильному износу. В статье подробнее рассмотрим эти небольшие, но очень важные элементы ДВС.
Общее описание
Коренной подшипник двигателя или вкладыш – это не что иное, как подшипник скольжения, обеспечивающий возможность вращения коленчатого вала. Процесс вращения проходит, как результат сгорания топливной смеси в камере сгорания. При активной работе двигателя детали испытывают трение – усиленные нагрузки, а также высокий скоростной режим может вывести мотор из строя. Чтобы предотвратить эту ситуацию и максимально снизить степень трения, главные значимые элементы покрыты тонким слоем смазки – в данном случае это моторное масло. Смазываются коренные подшипники коленчатого вала посредством штатной смазочной системы. При этом масляная пленка образуется только под воздействием высокого давления масла. На рабочей поверхности вкладышей имеются отверстия, а также кольцевые канавки для подачи смазочной жидкости к шейкам коленчатого вала.
Подшипники коленчатого вала
Надежность работы вкладышей коленчатого вала в значительной степени определяет надежность работы дизеля и зависит от правильного подбора конструктивных параметров вкладышей, материала и условий смазывания, жесткости коленчатого вала, блока и постелей под вкладыши, а также от многих других факторов.
Вкладыши коренных подшипников бывают толсто- и тонкостенные. В современных быстроходных дизелях толстостенные вкладыши постепенно уступили место тонкостенным, имеющим меньшие размеры и массу, более экономичным в серийном производстве, позволяющим обеспечить взаимозаменяемость при сборке и ремонте без пришабровки и пригонки. Благодаря постановке тонкостенных вкладышей в постели подшипника с некоторым натягом достигается необходимая плотность их прилегания к шейке вала, что плохо обеспечивается при толстостенных вкладышах.
Размеры
Толщина коренного подшипника-вкладыша составляет около 1,5-2 миллиметров. Нужно отметить, что иногда в качестве материалов для производства этой детали может применяться другой состав – вместо меди и свинцово-оловянных сплавов используют специальные сплавы на основе алюминия.
Но стандартизация материалов для изготовления этих изделий отсутствует – каждый производитель изготавливает вкладыш по своим уникальным формулам. Единственное, что объединяет изделия между собой – это стальная лента.
Практика показывает, что используются следующие размеры слоев при производстве подшипников скольжения. Так, толщина стальной основы составляет от 0,9 миллиметра и более. Основной слой имеет толщину до 0,75 миллиметра. Слой никеля – 0,001. Слой сплава олова и свинца – 0,02-0,04 миллиметра. Оловянный слой — 0,005.
Любые сплавы, использующиеся в производстве, индивидуально подбираются для каждого мотора и рассчитываются, учитывая твердость материалов, из которых изготавливается коленчатый вал. Для повышения ресурса и работоспособности новых или ремонтных моторов рекомендуется применять только те детали, которые советует использовать производитель.
Чем тоньше коренной подшипник, тем более высокими характеристиками он обладает. Более тонкие изделия гораздо лучше лежат на постели, обладают лучшим отводом тепла, зазоры в них ниже. В современных моторах производители стараются использовать более тонкие подшипники скольжения.
Вкладыш должен быть изготовлен не только из правильно подобранных компонентов. Также очень важна и форма. Дело в том, что для правильного монтажа необходимо, чтобы подшипник имел натяг на диаметре постели коленчатого вала.
Натяг делают не только по диаметру изделия, но и по его длине. Так удается достичь отличного контакта между вкладышем-подшипником и постелью. Для валов диаметром до 40 миллиметров натяг должен составлять от 0,03 до 0,05 миллиметра. Для более крупных валов (70 миллиметров) и выше натяг составляет от 0,06 до 0,08 миллиметра.
В устройстве этой детали также имеется верхняя часть – это крышки коренных подшипников. Они фиксируются болтами или же шпильками на картере двигателя.
Производится данная деталь, а именно вкладыш, методом штамповки из стальной ленты. Штамп придает детали форму. А затем выполняется обработка торцевых частей и рабочей поверхности. Данная деталь очень точная. Допуск от номинального размера до 0,02 миллиметра на длину и до 0,005 по толщине.
Режим движения
Хорошо, если автомобиль имеет автоматическую коробку передач. Если же она механическая, неграмотный режим движения может нанести тяжкий урон мотору.
Движение на малых оборотах с ранним переключением не экономит бензин, а расходует его впустую. Конечно, такой стиль езды практически гарантирует безопасность на дорогах, но имеет такие последствия как масляное голодание, эффект детонации топлива, перегрев. Это происходит из-за слабоинтенсивного смазывания трущихся деталей двигателя.
Движение же на высоких оборотах, быстрый разгон, езда «тапком в пол» чревата тем, что мотор, а также все узлы и агрегаты автомобиля, испытывают слишком высокие нагрузки и из-за этого быстрее изнашиваются. Также возникает перегрев, быстрое прогорание труб выхлопного тракта, изнашивание элементов трансмиссии, увеличивается расход горючего.
Золотая середина — удержание рабочих оборотов двигателя в диапазоне 2000-4500 оборотов в минуту. Это позволит избежать неприятных последствий, описанных выше, и убережёт двигатель от негативного воздействия.
Надо сказать, что за «сердцем» автомобиля нужно следить очень тщательно, оно не терпит пренебрежительного отношения. Аккуратное вождение, своевременное техобслуживание и покупка качественных фильтров, масла и топлива — залог долгой работы мотора и автомобиля в целом.
Канавка и ее особенности
Чтобы к детали постоянно подавалась смазка, на всю длину коренного подшипника коленвала прорезана канавка – ширина ее составляет 3,0-4,5 миллиметров, а глубина – до 1,2. На двигателях старой конструкции данная канавка выполнялась на вкладыше и на его крышке. В современных моторах нижний вкладыш канавки не имеет. Если канавка все же имеется, тогда он отличается сниженной максимальной нагрузкой.
Отказ от нарезания канавки ведет к тому, что уровень максимальных нагрузок существенно повышается. Это позволяет снизить площадь подшипника.
Неисправности цилиндра сцепления
К серьезной данная неисправность не относится. В числе наиболее неисправностям рабочего цилиндра сцепления возникают следующие проблемы:
Если попадает воздух, появляются микротрещины в соединительных шлангах и уплотнительных манжетах. В таком случае систему прокачивают. Для этого специальных навыков и инструментов не требуются. Это стандартная процедура, о которой владельцы знают не понаслышке.
Как определить неисправность главного цилиндра сцепления, если подтекает жидкость? Для начала требуется доливать в бачок тормозную жидкость, и дальше ищем место утечки. Утечка опасна тем, что в один момент, водитель не сможет разорвать связь двигателя и колес. Если утечка связана с соединительными патрубками, тогда их заменить легко. Если проблема возникает в самом цилиндре, то причина выясняется при разборке механизма. В данном случае, неисправность на глаз не определяется.
Замок
Зачастую при штамповке этих деталей на нем делается замок. Устройство коренных подшипников предусматривает замок около середины. Чтобы замок был прочным, он выполняется без разрывов.
По традициям конструирования двигателей внутреннего сгорания, замки расположены в зависимости от того, в какую сторону вращается коленчатый вал. На коренном вкладыше он нужен больше для центровки при его монтаже и для подстраховки от проворачивания. Когда двигатель испытывает масляное голодание, подшипник интенсивно нагревается, и тогда его не спасут никакие замки – вкладыш проворачивается.
«Сухое трение» в контактных парах сопрягающихся деталей
Это в свою очередь происходит от того, что масляная плёнка, которая всегда должна разъединять всё множество точек трения, которыми соприкасаются друг с другом, движущиеся детали, выдавливается и в этих точках тут же начинается лавинообразное разрушение металла. Кроме того, резкое увеличения температуры в зоне «сухого трения» приводит к разогреву металла и изменению его свойств, что в свою очередь будет причиной дальнейшего, ещё более резкого разрушения, даже, если первопричина устранена. Попросту говоря, двигатель оказывается безвозвратно «запорот». Кстати, в этой ситуации у многих возникает сильное желание побыстрее продать автомобиль за умеренную цену.
Каковы же основные причины, приводящие к «сухому трению»? Их всего две. Это или слишком большое удельное давление в местах трения от избыточных зазоров или резких динамических нагрузок, приводящих к пробиванию масляной плёнки, либо «масляное голодание» из-за проблем в системе смазки.
Основные виды
Вкладыши изготавливаются для каждого типа двигателя. Однако они различаются по внутреннему диаметру. В зависимости от модели мотора, диаметр вкладышей будет разным даже для одного конкретного мотора. Шаг размера составляет 0,25 мм. Размерный ряд – 0,25 мм, 0,5 мм, 0,75 мм и далее.
Подбирают те или иные виды подшипников по тому, в каком состоянии находятся шейки коленчатого вала. Со временем, вследствие естественного износа, шейки стачиваются. Для компенсации этого износа производителями выпускаются так называемые ремонтные коренные подшипники. Для подгонки шейки коленчатого вала под тот или иной подшипник вал шлифуют до следующего размера.
Проверка и замена
Так как коленчатый вал работает в тяжелых условиях под воздействием высоких температурных и других нагрузок, то на оси его могут удерживать только эти подшипники. Шейки выполняют роль внутренней обоймы, а вкладыши – наружных. Как и прочие элементы двигателя, эти детали также нужно периодически менять.
Меняют вкладыши чаще по причине износа, а также по причине проворота. Провернуть вкладыш может по следующим причинам. Это вязкое масло, попадание в масло абразива, малый натяг при установке крышки, недостаточная вязкость смазочного материала, эксплуатация в условиях перегрузок.
Нелепые случаи
Если заклинил двигатель, признаки загустевшего масла могут свидетельствовать о попадании сахара в систему. Аналогичные последствия наступают при перемешивании сырого яйца, которое при работе мотора обязательно нагреется и заварит все каналы. Каким образом последнее вещество попадает в систему – известно только обладателю автомобиля.
Сахар могут подсыпать недоброжелатели через заправочный люк в топливо. Существует немало веществ, меняющих состав масла. Бывает, водитель может по ошибке залить в горловину двигателя смертельную для железа смесь.
Неисправность, когда охлаждающая жидкость проникает в масло, также может привести к подклиниванию трущихся металлов. Это можно заметить при замере уровня по щупу. Изменившийся состав заметен на глаз и на ощупь: по цвету, вязкости, по наличию пены. Белесый оттенок говорит о потере качества масла.
Признаки необходимости замены
Чтобы определить необходимость замены коренных подшипников, понадобится провести измерения микрометром. Но нередко удается выявить поломку визуально. Если вкладыши проворачиваются, то снятие и установка вместо них новых должна проводиться очень быстро. О том, нужна ли замена, можно понять по громкому стуку вала, снижению мощности, попыткам мотора заглохнуть.
Коренные и шатунные подшипники, полукольца
Общее описание
Коренной подшипник двигателя или вкладыш – это не что иное, как подшипник скольжения, обеспечивающий возможность вращения коленчатого вала. Процесс вращения проходит, как результат сгорания топливной смеси в камере сгорания. При активной работе двигателя детали испытывают трение – усиленные нагрузки, а также высокий скоростной режим может вывести мотор из строя. Чтобы предотвратить эту ситуацию и максимально снизить степень трения, главные значимые элементы покрыты тонким слоем смазки – в данном случае это моторное масло. Смазываются коренные подшипники коленчатого вала посредством штатной смазочной системы. При этом масляная пленка образуется только под воздействием высокого давления масла. На рабочей поверхности вкладышей имеются отверстия, а также кольцевые канавки для подачи смазочной жидкости к шейкам коленчатого вала.
Коренные подшипники коленчатого вала – признаки поломки
Как и любая другая деталь, подшипник может прийти в негодность. Обычно это связано с естественным износом, но также может произойти от каких-либо внешних факторов, которые воздействовали на автомобиль. Узнать, почему именно коренные подшипники коленчатого вала вышли из строя, не представит особого труда. Во-первых, это можно определить по звуку: вы сможете услышать подозрительный шорох во время работы двигателя. Также обратите внимание, с каким звуком будут переключаться передачи. Во время переключения вы можете услышать не совсем здоровое «подрыкивание».
Во-вторых, передачи могут переключаться с определенным затруднением, рывками. Конечно, данные симптомы не дают стопроцентной уверенности, что проблема заключается именно в подшипнике. Здесь уже необходимо знать специфику автомобиля, а также его подробную историю. Если с вашим двигателем недавно проводились ремонтные работы, или подшипники не так давно были заменены, то стоит обратить внимание на другие детали автомобиля.
Типы и строение подшипников коленвала
Можно выделить следующие виды подшипников коленвала: опорные и упорные. По типу исполнения они могут быть качения или скольжения.
Коленчатый вал мопеда с опорными подшипниками качения
Подшипник качения в фланце коленчатого вала
Размер подшипников, а точнее их толщина подбирается в зависимости от состояния шеек коленвала. Со временем шейки стачиваются, чтобы компенсировать износ, производители выпускают ремонтные подшипники. Как правило, существует 4-5 ремонтных размеров. Чтобы подогнать шейки коленвала под новые подшипники, коленчатый вал шлифуют до следующего ремонтного размера.
В работе коленчатого вала необходимо предупредить продольные осевые смещения. Для этого также применяют подшипник скольжения, но устанавливают его в вертикальной плоскости. Такой подшипник является упорным. Он имеет форму «полуколец» и устанавливается между плоскостями постели вала и торцом его щеки. Полукольца не дают смещаться валу вперед или назад во время нагрузок. В современных двигателях коренные подшипники коленвала часто объединяют с упорными.
Упорный подшипник коленчатого вала в форме полукольца в блоке двигателя
Комплект коренных подшипников коленчатого вала с совмещенными упорными подшипниками
3.1.2.14. Коренные и шатунные подшипники
3.1.2.14. Коренные и шатунные подшипники
Виды износа коренных и шатунных подшипников
| A. Усталостный износ (стрелками указаны кратеры или карманы) B. Царапины из-за попадания грязи (стрелками указаны места внедрения грязи в материал покрытия) C. Чрезмерный износ (стрелкой указано вытирание покрытия подшипника со всей поверхности) | D. Неправильная установка подшипника (стрелками указаны блестящие (отполированные участки) E. Недостаточная смазка (стрелками указано вытирание покрытия подшипника) F. Конусность шеек (стрелкой указано место образования буртика на кромке подшипника) |
Места нанесения размерных групп вкладышей и шеек на двигателях 1,6 и 1,8 л
| 1. На блоке цилиндров: места нанесения меток 1, 2 или 3 2. На коленвале: метки 0, 1 или 2 3. На вкладышах: метки размерной группы (от 1 до 5) |
Несмотря на то, что коренные и шатунные подшипники при капитальном ремонте двигателя подлежат обязательной замене, бывшие в эксплуатации подшипники следует хранить по месту их установки для тщательной проверки, поскольку следы износа на этих деталях позволяют восстановить общее состояние двигателя.
Причинами разрушения подшипников коленчатого вала являются недостаточная смазка, присутствие грязи и посторонних частиц, перегрузка двигателя и коррозия. Независимо от причины, вызвавшей разрушение подшипников, ее следует устранить до окончательной сборки двигателя, чтобы избежать повторных повреждений этих деталей.
При проверке состояния подшипников их надо достать из посадочных мест (из блока цилиндров, крышек коренных подшипников коленчатого вала, шатунных крышек и шатунов) и выложить на чистой поверхности в таком же порядке, в котором они были установлены на двигателе. Это позволит установить соответствующую опору коленчатого вала, в которой подшипник подвергся усиленному износу.
Грязь и посторонние частицы попадают в двигатель по разным причинам, в процессе сборки, через фильтры или систему вентиляции картера. Загрязнения могут также попасть в масло, а из него — в подшипники. Зачастую в загрязнениях присутствуют металлические частицы от механической обработки деталей двигателя, или вследствие износа при нормальной работе двигателя. Иногда в загрязнениях присутствуют остатки абразивных материалов после проведения притирочных и шлифовальных работ, особенно при недостаточной промывке и прочистке двигателя после окончания работ. Независимо от причины происхождения посторонние загрязнения обычно внедряются в мягкий сплав подшипника и легко различимы. Крупные частицы не смогут внедриться в подшипник и приводят к появлению царапин и задиров на поверхностях как подшипника так и шеек коленвала. Лучшим способом предупреждения такого износа является тщательная промывка деталей и поддержание безупречной чистоты при сборке двигателя. Для предупреждения преждевременного износа также рекомендуется чаще менять масло и фильтры.
Недостаточная смазка двигателя («масляное голодание») может быть обусловлена целым рядом взаимосвязанных причин. К ним относятся перегрев двигателя (вызывает разжижение масла), перегрузки (вызывают выдавливание масла с поверхности подшипников) и снижение давления из-за утечки (выброса) масла (из-за повышенных зазоров в подшипниках, износа масляного насоса, большой частоты вращения коленчатого вала). Причиной ускоренного износа подшипников коленчатого вала также является блокирование масляных каналов, обычно вследствие несовмещенности смазочных отверстий в подшипнике и деталях его корпуса, что вызывает недостаточную смазку и выход из строя. Когда причиной разрушения является недостаточная смазка происходит вытирание или выдавливание материала покрытия подшипника со стальной основы. Температура возрастает до такого уровня, что от перегрева происходит выкрашивание стальной основы подшипника, которая приобретает голубоватый оттенок.
Долговечность подшипников коленчатого вала также существенно зависит от навыков вождения и характера передвижения. Подшипники испытывают повышенные нагрузки при движении на малой скорости при включенной повышенной передаче. При повышенных нагрузках происходит выдавливание масляной пленки. Подшипники испытывают изгибные деформации, при которых образуются микротрещины (усталостный износ). Как правило происходит отрыв покрытия подшипника от стальной основы в виде мелких частиц. Поездки на небольшие расстояния могут являться причиной коррозионного износа подшипников, так как из-за недостаточного прогрева не успевают удалиться сконденсированная влага и газы, вызывающие коррозию. Эти компоненты накапливаются в масле, вызывая образование кислот и нерастворимых осадков. По мере поступления масла к подшипникам происходит коррозия под воздействием кислот, вызывая разрушение подшипников и выход из строя.
Выход подшипников из строя может также быть обусловлен неправильной установкой при сборке двигателя. Слишком малый зазор в подшипниках является причиной недостаточной смазки и повышенного износа. Грязь и посторонние частицы, попавшие под тыльную сторону подшипника, вызывают неравномерное его прилегание и преждевременный выход из строя.
Если бывшие в эксплуатации подшипники изношены или имеют повреждения, или зазор в подшипниках не соответствует норме (см. подраздел 3.1.2.17 и подраздел 3.1.2.19), то для отбора подшипников надо выполнить определенные мероприятия, которые описаны ниже. Тем не менее, если коленвал перешлифовывался, надо устанавливать новые ремонтные вкладыши, — в этом случае описываемые процедуры не применять! В мастерской, в которой ремонтировался коленвал, помогут вам в выборе вкладышей подходящего размера. Независимо от способа определения размера вкладышей измерьте зазор в подшипниках с помощью пластмассовой калибровочной проволоки. Это измерения являются определяющими при установке вкладышей.
| ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ |
Где установлен и для чего служит подшипник коленвала
Установленный в фланце коленчатого вала подшипник относится не к двигателю, а к трансмиссии. Основное назначение этого узла заключается в центровке и поддержке первичного вала коробки переключения передач – он служит в качестве передней вращающейся опоры. С подшипником коленвала знаком каждый, кто хоть раз устанавливал КПП на автомобиль – в его внутреннюю обойму так трудно попасть хвостовиком первичного вала. Что же касается высокого ресурса детали, то он объясняется просто. Дело в том, что узел качения работает лишь при выжатом сцеплении. В остальное время коленвал и первичный вал КПП вращаются с одинаковой частотой. Несмотря на невысокую нагрузку, рекомендуется пополнять запас смазки в подшипнике при замене заднего сальника коленвала, ремонте сцепления и т. д. Тем самым вы надолго отсрочите необходимость ремонта.
Коренные подшипники и шатунные подшипники
?Коленчатые валы двигателей ЯМЗ — 236 обладают высокой износостойкостью. После 80 — 100 тыс. км пробега рекомендуется профилактическая замена вкладышей, которая растянет срок службы коленчатого вала до перешлифовки. Для замены вкладышей коренных и шатунных подшипников двигатель рекомендуется убрать с автомобильчика. Вкладыши необходимо заменять в ситуациях, исключающих попадание грязи на подшипники и шейки коленчатого вала. Новейшие вкладыши должны иметь номинальные величины.
Долговечность подшипников коленчатого вала также значительно зависит от умений вождения и характера передвижения. Подшипники испытывают повышенные нагрузки при шевелении на небольшой скорости при включенной повышенной передаче. При увеличенных нагрузках происходит выдавливание масляной пленочки. Подшипники испытывают изгибные деформации, при которых образуются трещинки ( усталостный износ ). Как правило происходит отрыв покрытия подшипника от стальной основы в облике маленьких капель. Поездки на малые расстояния могут являться причиной коррозионного износа подшипников, так как из — за недостаточного прогрева не успевают удалиться сконденсированная влага и газы, вызывающие коррозию. Сии компоненты накапливаются в маслице, вызывая образование кислот и нерастворимых осадков. По мере поступления масла к подшипникам происходит коррозия под влиянием кислот, вызывая разрушение подшипников и выход из строя.
Для обеспечения постоянной подачи смазки к шатунным шейкам коленчатого вала оба вкладыша каждого коренного подшипника снабжены кольцевой канавкой, покоящейся в плоскости вращения отверстия масляного канала в коленчатом вале. Во вкладышах заднего коренного подшипника имеется дополнительная кольцевая канавка, размещенная около их заднего торца. Назначение этой канавки состоит в том, чтобы предотвратить выход большого количества масла из заднего конца подшипника и таким образом ограничить поступление его к маслосбрасывающему бурту и сальнику заднего коренного подшипника. Маслице, оказавшееся в эту канавку, через маленькое отверстие во вкладыше крышки, сообщающееся со сверленым отверстием в ней, отводится в картер двигателя.
Вкладыши коренных подшипников можно заменять при помощи штифта, не снимая коленчатый вал. Штифт представляет собой стальной стерженек длиной 25 мм, диаметром 6 мм и с головой диаметром 15 мм и возвышенностью 3 мм. Для снятия верхнего вкладыша коренного подшипника штифт вставляют в отверстие масляного канала коренной шейки. Вращая коленчатый вал, выталкивают тем самым вкладыш. Для установки вкладыша в постель ее накладывают на шейку и напряжением руки отчасти вводят в зазор между шейкой и постелью. Потом вставляют штифт в отверстие масляного канала и, проворачивая вал, устанавливают вкладыши на местечко. Болты крепления концов коренных подшипников затягивают с приложением момента 30 — 32 кГм.
Вкладыши коренных и шатунных подшипников двигателей ГАЗ — 51, ЗИМ — 12, М — 20 и ГАЗ — 69 сменяются без каких-либо лишних операций подгонки, что обеспечивается, во — главных, высокой точность! изготовления самих вкладышей, лож для них в блоке и бродягах, а также шеек коленчатого вала, и, во — других, тем, что внешний диаметр вкладышей всех ремонтных размеров равен внешнему диаметру вкладышей стандартных размеров ( вкладыши ремонтных размеров одинаковых наименований отличаются друг от друга только внутренним диаметром и толщиной стенки ). Оба вкладыша каждого подшипника должны заменяться обязательно в то же самое время : замена только одного вкладыша подшипника не допускается. При смене вкладышей надо пристально соблюдать следующие обстоятельства :
Для ремонта коленчатого вала ( перешлифовки шеек ) предусмотрены шесть ремонтных размеров вкладышей. Номер ремонтного размера, а также должное ему уменьшение диаметра шейки коленчатого вала выбивают на внешней стороне вкладыша. Вкладыши подшипников при перешлифовке шеек коленчатого вала необходимы располагать те же ремонтные размеры, под которые были перешлифованы шейки. Основной и ремонтные размеры шеек коленчатого вала и вкладышей в их средней части приведены в табл. Предприятие наше предлагает запчасти мицубиси каризма за 1010 — заходите Лучший автоломбард с важнейшими обстановками на сайте toplombard.com.ua.
Количество коренных подшипников
Количество коренных подшипников в первую очередь определяется общим коэффициентом нагрузки и максимальной частотой вращения двигателя. Увеличение количества подшипников в двигателе обычно увеличивает размер и стоимость двигателя, но также снижает напряжение изгиба и прогиб, вызванные расстоянием от шатунов кривошипа до ближайших подшипников.
Некоторые небольшие одноцилиндровые двигатели имеют только один коренной подшипник, и в этом случае он должен выдерживать изгибающий момент, создаваемый расстоянием смещения от шатуна до коренного подшипника.
При описании конструкции коленчатого вала обычно указывается количество коренных подшипников, так как количество шатунов определяется компоновкой цилиндра. Например, двигатель Toyota VZ V6 описывается как имеющий «коленчатый вал с четырьмя подшипниками», а рядный шестицилиндровый двигатель Jaguar XK6 имеет «коленчатый вал с семью подшипниками».
Коренные и шатунные вкладыши (подшипники)
Коренные и шатунные вкладыши ( подшипники )
Коренные подшипники — Зазор 1. Для того. чтобы проверить масляный зазор между коренной шейкой и подшипником, снимите коренные крышки и вкладыши. 2. Очистите коренную шейку и вкладыш подшипника чистой ветошью. 3. Установите одну пластичную измерительную пластинку поперек каждой коренной шейки. ПРИМЕЧАНИЕ: если при измерении зазора между вкладышем крышки и коренной шейкой двигатель установлен на автомобиле, вес коленчатого вала и маховика влияет на деформацию измерительной пластинки и мы получаем неправильный результат. Для получения точных показаний. установите домкрат под противовес шейки коленвала и проверяйте зазор только на этой шейке. 4. Установите вкладыши и крышки и затяните болты.
1 этап: Мкр. = 25 Н-м Заключительный этап: Двигатели В16А2, В16А4, В16А5, В16А6: Мкр. = 76 Н-м
Двигатели D16Y4, D16Y5, D16Y6, D16Y7, D16Y8, D16Y9, D16Z6 Мкр. =51 Н-м
Двигатели D14A3, D14A4, D15Z1, D15Z4, D15Z5, D15Z6, D15Z7, D13B2, D15B2, D15B7 Мкр. = 44 Н-м
ПРИМЕЧАНИЕ: во время проверки не вращайте коленчатый вал. 5. Снимите крышки и вкладыши и измерьте самую широкую часть деформированных измерительных пластинок.
Масляный зазор между коренным вкладышем и шейкой: Двигатели В16А2, В16А4, В16А5, В16А6:
Стандартное значение: Шейки №1, 2, 4, 5: 0,024-0.042 мм Шейка №3: 0,030-0.048 мм Эксплуатационное значение: 0,06 мм
Остальные двигатели: Стандартное значение: Шейки №1. 5: 0,018-6.036 мм Шейки № 2. 3. 4: 0.024-0.042 мм Эксплуатационное значение: 0.05 мм
6. Если размер деформированной пластинки слишком широкий или слишком узкий, (снимите двигатель, если он все еще в двигателе), снимите коленчатый вал и снимите верхний вкладыш подшипника. Установите новый, подбирая вкладыш соответствующего цветового кода (выберите цвет как показано на следующей странице) и проверьте зазор еще раз. ВНИМАНИЕ: Не подпиливайте, не используйте прокладки или не шабрите подшипники или крышки, чтобы отрегулировать зазор. 7. Если деформированная пластинка показывает зазор все еще не оптимальный, используйте больший или меньший вкладыши( цвет выбирая выше или ниже используемого) и измерьте еще раз. ПРИМЕЧАНИЕ: если требуемый зазор не может быть получен с использованием большего или меньшего вкладышей, замените коленчатый вал и повторите измерения снова.
Подбор ВНИМАНИЕ. Если маркировка не поддается расшифровке из-за скопления грязи и пыли, не удаляйте их проволочной щеткой или скребком. Очищайте их только растворителем или порошком
Расположение маркировки отверстий коленчатого вала Двигатели В16А2, В16А4, В15А5, В16А6: Буквы, нанесены на нижней плоскости блока, как шифр размера каждого из 5 отверстий под коренные шейки. Используйте их и числа или полоски, нанесенные на кривошипе (шифр размера коренной шейки) для подбора правильных вкладышей
Расположение шифров коренных шеек (числа или полоски)
Остальные двигатели: Буквы нанесены на нижней плоскости блока как шифр размера каждого из 5 отверстий под коренные шейки. Используйте их и числа или полоски, напечатанные на коленчатом вале (шифр размера коренной шейки) для подбора правильных вкладышей.
Расположение шифров коренных шеек (числа)
Шатунные вкладыши — Зазор 1. Снимите крышку шатуна и вкладыш. 2. Протрите коренные шейку и вкладыш чистой ветошью. 3. Поместите измерительную пластинку вдоль шатунной шейки. 4. Установите вкладыш и крышку и затяните гайки.
Момент затяжки Двигатели А16А2, В16А4, В16А5, В16А6: Мкр.=40Н-м Остальные двигатели: Мкр.=31 Н-м
ПРИМЕЧАНИЕ: во время проверки не вращайте коленчатый вал. 5. Снимите крышку шатуна и вкладыш и измерьте самую широкую часть сдавленной пластинки.
Масляный зазор между шейкой и шатунным вкладышем: Двигатели А16А2, В16А4, В16А5, В16А6: Стандартное значение: 0.032-0.050 мм Эксплуатационное значение: 0.06 мм
Остальные двигатели: Стандартное значение: 0.020-0.038 мм Эксплуатационное значения: 0.05 мм
6. Если размер сдавленной пластинки слишком широк или слишком узок, снимите вкладыши и установите новый комплект вкладышей с соответствующим цветовым шифром (подберите цвет как указано в таблице справа) и измерьте заново зазор. ВНИМАНИЕ. Не подпиливайте, не шабрите подшипники или крышки, а также не применяйте компенсаторы, чтобы отрегулировать зазор. 7. Если измерения показывают, что зазор не соответствует требуемым значениям, используйте следующий вкладыш большего или меньшего размера (цвет указан выше или ниже данного) и измерьте снова зазор. ПРИМЕЧАНИЕ: если не возможно получить соответствующий зазор, используя подходящий больший или меньший вкладыши, замените коленчатый вал и проведите измерения зазора заново.
Подбор ВНИМАНИЕ. Если шифры нельзя увидеть из-за скопления грязи и пыли, не удаляйте их проволочной щеткой или скребком. Очищайте их только растворителем или порошком.
Расположение шифров на шатуне Числа нанесены на боковой части каждого шатуна как шифр размера большего отверстия. Используйте их и буквы нанесенные на коленчатом вале (шифры размеров шатунных шеек) для подбора правильных вкладышей.
АвтоСайт теперь можно читать и в Telegram.
Коленвал на подшипниках качения (не скальжения) кто что знает.
Кто из японских фирм делает такие, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсу или др. Кто что думает по этому поповоду мысли, мения, если ни кто не делает то почему.
Сообщение от WASD
Кто из японских фирм делает такие, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсу или др. Кто что думает по этому поповоду мысли, мения, если ни кто не делает то почему.
это ж сборное колено нужно =) не делают потому что существующий вариант на подшипниках скольжения устроивает производителей, и потребителей.
Потому что подшипник скольжения прочней и надёжней.
Ткакие моторы собирали итальянцы-давно. Вот только кто, не помню. Такое техническое решение-удел очень высокооборотистых моторов- от 12000 и выше. Достоинства: нет необходимости держать высокое давление масла, держит очень высокие обороты (ограничение накладывает лишь прочность сепаратора) Недостатки: Как верно заметил уважаемый Shket111 для этого необходимо сбрное колено, блок из под пошипников скольжения туда не подходит Жесткость колена получается ниже чем у цельной конструкции.
Взаимодействие коленчатого вала с другими деталями
Как было сказано, коленвал принимает нагрузки от шатунов, преобразуя их в крутящий момент. Этот момент передается через хвостовик (заднюю выходную часть вала) маховику и далее — трансмиссии. Через другую часть вала — переднюю, или носок — крутящий момент передается на вал газораспределительного механизма и вспомогательные системы двигателя.
Также на носке часто монтируется гаситель крутильных колебаний — несложное устройство из двух дисков, соединенных через пружины, резиновую прокладку, силиконовую жидкость или иной упругий материал. Гаситель сводит к минимуму возникающие во время работы двигателя крутильные колебания вала, снижая риск его повреждения.
Коленчатый вал на заказ в компании Феррополис
Компания “Феррополис” – одно из ведущих предприятий в сфере металлообработки. Мы имеем все необходимое оборудование для изготовления коленвалов.
Вся наша продукция соответствует государственным и отраслевым стандартам. Индивидуальные заказы соответствуют чертежам.
Стоимость изготовления коленвала в “Феррополис” зависит от ряда факторов:
Мы учтем все тонкости заказа и подстроимся под ваши нужды в плане сроков выполнения работ. Изготовление коленчатого вала – сложная технологическая операция. О точной стоимости работ и сроках изготовления вы можете узнать по телефону или через форму обратной связи.
Канавка и ее особенности
Чтобы к детали постоянно подавалась смазка, на всю длину коренного подшипника коленвала прорезана канавка – ширина ее составляет 3,0-4,5 миллиметров, а глубина – до 1,2. На двигателях старой конструкции данная канавка выполнялась на вкладыше и на его крышке. В современных моторах нижний вкладыш канавки не имеет. Если канавка все же имеется, тогда он отличается сниженной максимальной нагрузкой.
Отказ от нарезания канавки ведет к тому, что уровень максимальных нагрузок существенно повышается. Это позволяет снизить площадь подшипника.
Замок
Зачастую при штамповке этих деталей на нем делается замок. Устройство коренных подшипников предусматривает замок около середины. Чтобы замок был прочным, он выполняется без разрывов.
По традициям конструирования двигателей внутреннего сгорания, замки расположены в зависимости от того, в какую сторону вращается коленчатый вал. На коренном вкладыше он нужен больше для центровки при его монтаже и для подстраховки от проворачивания. Когда двигатель испытывает масляное голодание, подшипник интенсивно нагревается, и тогда его не спасут никакие замки – вкладыш проворачивается.
Снятие подшипника коленвала
Теперь рассмотрим, как снять подшипник коленвала. Существует два варианта:
Чтобы извлечь подшипник, нужно вставить металлический стержень в его обойму и зацепить деталь изготовленным загибом. Стуча по Т-образному окончанию и с каждым ударом проворачивая стержень, можно вытащить нужную деталь.
Порядок демонтажа в этом случае таков:
Методы диагностики ДПКВ
При определении исправности датчика положения коленвала руководствуются принципом – от простого к сложному. Иными словами сначала осмотр, далее проверка характеристик приборами (омметр, осциллограф или компьютер). Отсутствие подвижных частей и простота конструкции элемента делает его достаточно надежной деталью. Поэтому датчик коленвала в редких случаях приходит в негодность сам. Чаще всего он получает механические повреждения при проведении ремонтных работ под капотом автомобиля или в результате попадания посторонних предметов между датчиком и зубчатым колесом.
Прежде чем приступить к выполнению работ по диагностике электронного компонента, нужно отметить его исходное положение на моторе. После демонтажа устройство проверяют на предмет дефектов внешних поверхностей. Если ДПКВ загрязнен, имеет коррозию на контактной группе, то его нужно очистить спиртом. В случае, когда осмотр показал отсутствие дефектов, можно проводить его диагностику с применением специальных приборов. Проверку желательно проводить при помощи мультиметра, который можно переключать в разные режимы.
Метод проверки омметром
Данный способ простой и доступный, но не гарантирует выявление поломки. С его помощью замеряют сопротивление катушки. Для этого достаточно одновременно прикоснуться щупами к выводам катушки. Полярность прикосновения в данном случае не принципиальна.
Показатель сопротивления зависит от характеристик катушки и обычно находится в диапазоне 500-700 Ом. Для определения значения сопротивления вашей модели датчика необходимо посмотреть в описании ДПКВ или поискать в интернете.
Мультиметр используется следующим образом:
Если показатели близки к нормативным, то катушка исправна. Недостатком данного метода является то, что он не всегда указывает на неисправность датчика коленвала. Поэтому желательно провести проверку с помощью других методов.
Проверка показателей индуктивности
При возбуждении у всех катушек появляется показатель индуктивности, в том числе и у катушки, находящейся в корпусе датчика коленвала. Метод диагностики сводится к измерению данного показателя.
При проверке индуктивности необходимо наличие мегаомметра, сетевого трансформатора, измерителя индуктивности и вольтметра. Для определения показателя проводят следующие действия:
Диагностика с помощью осциллографа
Наиболее продвинутый и точный метод определения исправности детали — проверка осциллографом. Диагностическую работу проводят при работающей силовой установке.
Использовать осциллограф для проверки исправности можно и на демонтированном датчике коленвала. Для этого необходим электронный осциллограф и специальное программное обеспечение. При этом проверка проводится по алгоритму:
При исправном датчике на экране прибора строится график на основании показаний ДПКВ.
Если деталь реагирует на движение металлического предмета, то он исправен. Но более точным будет результат его проверки на работающем ДВС.
Самым простым, надежным и быстрым способом определения работоспособности ДПКВ является установка взамен проверяемого заведомо исправного датчика синхронизации. И если проблемы с автомобилем исчезают, то вывод однозначен – деталь неисправна и ее нужно заменить.
При установке следует учитывать правильность установки: соблюдение необходимого зазора между ДПКВ и маховиком. Узнать этот показатель можно из инструкции к датчику либо из интернета, но в среднем он составляет 0,5-1,5 мм.
Производство коленчатых валов
Коленчатый вал во время работы испытывает большие нагрузки, поэтому данная деталь даже для мощных дизельных двигателей изготавливается цельной. Сборные коленвалы показали свою несостоятельность в высокооборотных двигателях, и в автомобильных моторах сейчас они практически не используются.
Для изготовления валов применяются сталь или чугун. Коленчатые валы из чугуна производятся методом отливки, валы из стали — ковкой или штамповкой. В дальнейшем оба вида коленвалов подвергаются разнообразной механической обработке для достижения необходимых параметров — чистоты поверхности шеек, балансировки и т.д.
Коленчатый вал
Коленчатый вал, соединенный с поршнем посредством шатуна, воспринимает действующие на поршень силы. На нем возникает вращающий момент, который затем передается на трансмиссию, а также используется для приведения в действие других механизмов и агрегатов. Под влиянием резко изменяющихся по величине и направлению сил инерции и давления газов коленчатый вал вращается неравномерно, испытывая крутильные колебания, подвергаясь скручиванию, изгибу, сжатию и растяжению, а также воспринимая тепловые нагрузки. Поэтому он должен обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшой массе.
Конструкции коленчатых валов отличаются сложностью. Их форма определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы двигателя и числом коренных опор. Основными частями коленчатого вала являются коренные шейки 3, шатунные шейки 2, щеки 4, противовесы 5, передний конец (носок 1) и задний конец (хвостовик 6) с фланцем.
К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Коренными шейками вал устанавливают в подшипниках картера двигателя. Соединяются коренные и шатунные шейки при помощи щек. Плавный переход от шеек к щекам, называемый галтелью, позволяет избежать концентрации напряжений и возможных поломок коленчатого вала. Противовесы предназначены для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил, возникающих на кривошипах вала во время его вращения. Их, как правило, изготавливают как единое целое со щеками.
Для обеспечения нормальной работы двигателя к рабочим поверхностям коренных и шатунных шеек необходимо подавать моторное масло под давлением. Масло поступает из отверстий в картере к коренным подшипникам. Затем оно через специальные каналы в коренных шейках, щеках и шатунных шейках попадает к шатунным подшипникам. Для дополнительной центробежной очистки масла в шатунных шейках имеются грязеуловительные полости, закрытые заглушками.
Коленчатые валы изготавливают методом ковки или литья из среднеуглеродистых и легированных сталей (может применяться также чугун высококачественных марок). После механической и термической обработки коренные и шатунные шейки подвергают поверхностной закалке (для повышения износостойкости), а затем шлифуют и полируют. После обработки вал балансируют, т. е. добиваются такого распределения его массы относительно оси вращения, при котором вал находится в состоянии безразличного равновесия.
В коренных подшипниках применяют тонкостенные износостойкие вкладыши, аналогичные вкладышам шатунных подшипников. Для восприятия осевых нагрузок и предотвращения осевого смещения коленчатого вала один из его коренных подшипников (обычно передний) делают упорным.
Проверка и замена
Так как коленчатый вал работает в тяжелых условиях под воздействием высоких температурных и других нагрузок, то на оси его могут удерживать только эти подшипники. Шейки выполняют роль внутренней обоймы, а вкладыши – наружных. Как и прочие элементы двигателя, эти детали также нужно периодически менять.
Меняют вкладыши чаще по причине износа, а также по причине проворота. Провернуть вкладыш может по следующим причинам. Это вязкое масло, попадание в масло абразива, малый натяг при установке крышки, недостаточная вязкость смазочного материала, эксплуатация в условиях перегрузок.
