Ремонт коленчатого вала — шкиф, вкладыши

Коленчатый вал представляет собой одну из самых важных и дорогостоящих деталей силового агрегата внутреннего сгорания. Конструктивно он представляет собой деталь, состоящую из коренных и шатунных шеек, которые соединяются щеками. Выполнить ремонт коленвала своими руками практически невозможно. Исключением могут быть случаи, когда вы обладаете соответствующей квалификацией, и в вашем гараже имеется специальное профессиональное оборудование высокой точности. Основная часть операций предполагает использование специализированных станков. В данной статье мы рассмотрим список ремонтных работ коленчатого вала, опишем основные проблемы и методы их решения.

Виды ремонта коленвала

Перед тем как приступить к выполнению непосредственного ремонта, нужно уделить внимание диагностике и проверке всех сопутствующих узлов и агрегатов двигателя. Ремонт коленчатого вала включает следующие операции:

• шлифовка,

• рихтовка,

• полировка,

• ремонт шкива,

• чистка каналов,

• замена подшипников,

• балансировка.

Шлифовка  

Шлифовка коленвала может выполняться только квалифицированным специалистом на профессиональном высокоточном токарном оборудовании. При выполнении операции допускаются погрешности в пределах 0,015 мм от заданных параметров. Перекос осей шеек для максимально эффективной работы шатунных подшипников не должен превышать диапазон 0,03-0,05 мм. Допустимые погрешности при калибровке формы по устранению овальности и конусности шеек коленвала соответствуют величинам в пределах 0.005 мм. Чтобы сберечь вышеописанную точность, нужно выполнять обработку только на специальном оборудовании, которое доступно в авторемонтных мастерских.

Шлифовка поверхности под сальником позволяет значительно продлить его ресурс работы. Для данной операции также требуется специальное высокоточное оборудование. Допустимое биение поверхности как под задний, так и передний сальник не должно превышать значение в 0,01 мм. Уровень шероховатости не должен превышать значение Ra равное 0,16 мкм.

Рихтовка

Как правило, рихтовка коленвала производится при наличии значительных дефектов на поверхности детали. Если деформация поверхности превышает 0,07 мм, необходимо выполнить обработку на специальном прессовочном оборудовании. Чаще всего данные проблемы появляются вследствие неоднократного перегрева подшипников. При максимальных нагрузках их значение может превышать величину в 0,2 мм, а иногда оно может быть около 1.0 мм. В результате чрезмерного нагрева происходит деформация оси коленвала, вследствие чего также искажаются все поверхности. Рихтовка позволяет уменьшить дефекты до 0,05-0,08 мм. Последующая операция шлифовки сводит их к минимуму.

Ремонт шкива коленвала, как правило,  предполагает тщательную очистку детали. При поломке или возникновении каких-либо дефектов, выполняется замена шкива.

Чистка каналов

Чистка масляных каналов и замена заглушек является обязательной процедурой. Эти сегменты демонтируются и подвергаются тщательной очистке. Наиболее эффективным способом считается продувка под большим давлением сжатым воздухом. Такая процедура позволяет достичь максимальной чистоты каналов подачи масла, тем самым повысить надёжность системы. В завершение устанавливаются новые заглушки.

Замена подшипника

Замена подшипника даёт возможность повысить надёжность работы КПП. Он представляет собой опорный элемент для первичного вала КПП. В изношенном состоянии эта деталь издаёт шумы при работе, что вызывает дополнительный дискомфорт.

Полировка

Обработка поверхности для упорных полуколец. Износ данной поверхности является неизбежным дефектом, который возникает в процессе длительной эксплуатации автомобиля. Такая деформация вызывает увеличенное осевое смещение вала, из-за чего значительно возрастает нагрузка на ШПГ (шатунно-поршневую группу). В процессе каждого выжима сцепления система получает разную нагрузку. В итоге происходит преждевременный износ ремня или цепи ГРМ. Это в конечном результате сказывается на ресурсе силового агрегата. После этой процедуры необходимо установить новые полукольца в соответствии с изменёнными размерами.

Полирование шеек является немаловажной операцией, которая позволяет достичь высокой чистоты поверхности. Тем самым обеспечивается максимальная работоспособность системы и отсутствие малейших сбоёв. Полировка также позволяет значительно снизить износ вкладышей. При этом ремонтные вкладыши коленвала заменяются при соответствующем износе.

В процессе эксплуатации коленвала происходит постепенное изнашивание масляной накатки. Исправить данный дефект можно только полным её восстановлением. Для достижения максимального результата процедуру рекомендуется выполнять на специальном станке.

 Балансировка

Балансировка коленчатого вала проводится после исправления значительных деформаций или при обнаружении существенного биения посадочной поверхности под маховик по отношению к коренным шейкам. Есть ряд силовых агрегатов, в которых данная процедура является обязательной. Это могут быть моторы, для которых балансировка коленвала производится вместе с маховиком и корзиной.

Вышеописанная информация представляет собой ряд советов и рекомендаций, после прочтения которой, вы будете иметь общее представление об этапах и объёмах ремонта коленчатого вала.

Коленвал: разновидности, диагностика и ремонт неисправностей

Коленчатый вал — ключевой узел кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания. Благодаря коленвалу возвратно-поступательные движения поршней преобразуются в механическое вращение. Суть коленвала — это кривошип, который совершает вращательные движения вокруг одной неподвижной оси. Удвоенный радиус кривошипа равен длине хода поршня. Шатунные шейки расположены под такими углами, что цилиндры работают попарно, но немного опережают друг друга. По такому принципу устроен коленчатый вал.

Кривошипно-шатунный механизм

Изготавливают коленвалы из высокопрочных сталей или чугуна методом литья, ковки, механической обработки. По причине высокой степени сжатия к коленвалу дизельного двигателя предъявляют более высокие требования по прочности. В остальном коленвал дизеля по строению не отличается от вала бензинового двигателя. Коленчатый вал из стали, особенно выточенный на станке, имеет высокую стоимость, поэтому чугунные коленвалы получили более широкое распространение.

Изготовление коленвала из стали на токарно-фрейзерном станке

Устройство коленвала

Коленчатый вал состоит из плоских проточенных пластин с противовесами (так называемых «щек»), которые соединены между собой «шейками». Противовесы необходимы, чтобы гасить возвратно-поступательные движения поршней и стабилизировать вращение вала.

На некоторых современных двигателях для дополнительной стабилизации применяются балансирные валы со смещенным центром тяжести и приводом от коленчатого вала. Они вращаются в разные стороны, помогая уравновешивать движения поршней.

Кривошипно-шатунный механизм с дополнительным блоком балансиров

В V-образных и W-образных двигателях шатуны из противоположных цилиндров давят на соединенные между собой шейки. Это позволяет обеспечить более равномерную работу двигателя, уменьшить его габариты. В рядных двигателях каждый шатун закреплен на отдельной шейке с балансирами.

Кривошипно-шатунный механизм рядного четырехцилиндрового двигателя со стандартными шейками и балансирами

Коленчатый вал двигателя V6 c раздвоенной смежной шатунной шейкой

Шейки коленвала имеют цилиндрическую форму с шлифованной поверхностью. По оси вала располагаются коренные шейки, по оси шатунов — «шатунные шейки». Трущиеся пары коленвала, как правило, устанавливаются на подшипниках скольжения. Для предотвращения продольных смещений вала предусмотрены опорные подшипники, их также называют полукольца коленвала.

Коленчатый вал расположен в блоке цилиндров в ответных посадочных местах «постели коленвала». На коленчатом валу расположен хвостовик для крепежа звездочки привода ГРМ, шкива генератора и водяной помпы. На обратной части вала закреплен фланец для крепежа маховика. Во фланце устанавливается подшипник качения, в него заходит первичный вал КПП. Внутри коленчатых валов расположены каналы для принудительной смазки вкладышей шеек, шатунов и цилиндропоршневой группы. Конструктивное исполнение коленчатых валов зависит от компоновки цилиндров, их количества. На коленвал могут устанавливаться ведущие шестерни для различного оборудования, например, маслонасоса.

Устройство коленвала

Неисправности коленчатых валов

Рассмотрим типичные неисправности коленчатых валов:

• течи сальников коленчатого вала;
• «масляное голодание» рабочих поверхностей;
• механические повреждения коленчатых валов;
• естественный физический износ;
• ненормальный повышенный физический износ.

Как правило, первое, с чем сталкиваются автомобилисты, — это течь масла из-под резиновых уплотнений (сальников коленвала). Это широко распространенная проблема на двигателях с пробегом. Подтекающий сальник требует замены. В некоторых случаях замена масла на более вязкое поможет остановить течь на какое-то время.

Сальник коленвала требующий замены

Для коленчатых валов, как и для других деталей двигателя, наиболее опасно «масляное голодание». Причиной может быть поломка маслонасоса, забитый канал подачи масла, низкий уровень масла в двигателе. Это приводит к повышенному трению подшипников, нагреванию элементов. Дальнейшая эксплуатация двигателя в таком режиме приведет к его перегреву, полному заклиниванию и к капитальному ремонту. «Клин» на ходу может привести к критическим повреждениям вала или других узлов двигателя.

Вода и топливо попадая в масло меняют его хим. состав и степень вязкости. Причиной может быть значительный износ цилиндропоршневой группы, нарушенная структура прокладок, микротрещины в блоке двигателя или ГБЦ.

Повреждения шейки шатуна по причине отсутствия смазки

Со временем шейки и подшипники подвергаются износу, увеличивается допустимый зазор, появляется люфт коленвала, это приводит к возрастанию вибраций, двигатель начинает «стучать». Характерный стук двигателя — критичный сигнал. При его появлении необходимо прекратить движение и срочно обратиться в автосервис. Если коленчатый вал разбалансирован или смонтирован неправильно, может возникнуть повышенный ненормальный износ контактных поверхностей.

Ремонт коленвала

Ремонт или замена коленчатого вала — процесс трудоемкий. Как правило, он требует практически полной разборки двигателя, осмотра и дефектовки всех его узлов и механизмов. Коленчатый вал снимают и измеряют осевые биения. В случае допустимой выработки поверхности шеек и шатунов коленчатого вала пришлифовывают под ремонтные размеры подшипников. Постель с выработкой тоже подлежит механической обработке с «одной установкой» на специальном станке. Расточка коленвала позволяет установить вкладыш следующего ремонтного размера.

Проточка постели коленчатого вала

Шлифовка коленчатого вала

Размеры шеек имеют ремонтные допуски. Простая шлифовка коленвала не поможет в случае, если износ или повреждения слишком сильные. Коленчатый вал — деталь недешевая, а если речь идет, например, о крупногабаритной сельхозтехнике, сумма будет внушительной. Даже сильно изношенные поверхности трения можно восстановить. Толщина выработки компенсируется с помощью наплавки электросваркой под флюсом, плазменного напыления твердых сплавов, газотермичекого напыления и др. Затем коленвал шлифуется, «доводится» до необходимых ремонтных размеров. Это технологически сложный процесс, его лучше доверить специалистам.

Автоматизированное газо-термическое напыление шеек и балансиров коленчатого вала

Качественно выполненное восстановление и шлифовка коленвала может обеспечить 100% ресурса его работы. Следует учитывать, что с увеличением ремонтного размера коленчатый вал может сместиться со своего заводского посадочного места. Потребуется точная установка коленвала с подборкой вкладышей. Коленвал с критическими повреждениями или осевым искривлением придется поменять.

Как проверить коленвал? Опытные автомобилисты могут определить характерный стук коленчатого вала на слух, используя медицинский стетоскоп. При плановых ТО можно снять поддон, визуально осмотреть коленчатый вал на предмет трещин и сколов и с помощью щупа выполнить контроль зазоров между полукольцами.

Замер осевых смещений коленвала с помощью щупа

Комплект измерительных стальных пластин щупов

Повышенное содержание металлической стружки в фильтре и поддоне указывает на износ пар трения. В таких случаях нужно срочно найти причину образования такой стружки.

Диаметр шеек коленвала можно измерить обычным микрометром. Параметры разбалансировки, биений и осевых люфтов коленчатых валов определяют с помощью специальных индикаторов. Для этого нужно либо разместить вал на специальный стенд или станок, либо установить индикатор с магнитным штативом на блок двигателя. Замер выполняется при вращении.

Стенд с установленным индикатором часового типа для замера биений коленчатого вала

Индикатор часового типа, установленный на блок двигателя

Для определения зазора между шейками коленчатого вала и подшипниками применяют калиброванную пластиковую проволоку и бумажный шаблон со специальной шкалой. Способ довольно прост и доступен. Кусочек проволоки устанавливают на обезжиренную поверхность шейки коленчатого вала. Для ее фиксации можно применить небольшое количество густой смазки. Затем шейка накрывается подшипником и крышкой. Крышки обтягиваются, проволока внутри раздавливается на плоскости шейки (резьбовые соединения нужно затягивать динамометрическим ключом). Болты раскручивают и снимают крышку. Далее остается измерить ширину расплющенной полоски шаблоном. Значение будет соответствовать достаточно точному значению зазора.

Измерение зазоров между шейкой и подшипником с помощью калиброванной проволоки и шаблона

Замена коленвала

Итак, как снять коленвал? Для этого потребуется полная разборка двигателя.
Для замены необходимо:

• стандартный набор инструментов;
• динамометрический ключ;
• фиксатор коленвала MR 1-233.

Снятие коленвала возможно выполнить после демонтажа двигателя и установки его на ремонтный стенд, узлов ГРМ, оборудования двигателя, ГБЦ, шатунов и поршней.

Схема сборки и установки в блок двигателя коленчатого вала Skoda OCTAVIA TDI 1996-2002 г.в 1,9,1315,17 — болты крепежные, 3 — фланец, передний прижимной, 4 — вкладыш подшипника, 5 — звездочка цепной передачи, 6 — коленчатый вал, 7 — вкладыш подшипника, 8 — полукольца коленвала, 10 — крышка подшипника, 11 — установочный штифт, 12 — колесо датчика, 2 — уплотнительное кольцо (сальник), 14 — маховик и ведущий диск, 16 — промежуточная пластина, 18 — уплотнительная прокладка (с сальником).

Последовательность работ по замене коленчатого вала

1. На «венец» маховика установить фиксатор коленвала MP 1-223 (он будет препятствовать вращению коленвала). Положение А для затяжки, В — для ослабления.

2. Открутить болты крепления маховика 15, демонтировать маховик.

3. Открутить болты 13 и, вытащив установочный штифт, демонтировать колесо датчика коленвала.

4. Открутив по периметру болты 1 и 17, демонтировать прижимной передний фланец 3, передний сальник 2, промежуточную пластину 16, уплотнительную прокладку 18.

5. Раскрутить болты 10, демонтировать крышки коренных шеек, верхние половинки подшипников 7 и полукольца 8.

6. Выполнить выемку вала 6 из блока двигателя, убрать нижние части подшипников 4 и полуколец.

7. Произвести дефектовку, шлифовку, балансировку коленчатого вала. Выполнить очистку постелей коленвала и блока двигателя.

8. Установку коленчатого вала выполнить в последовательности, обратной разборке. При монтаже колеса положения коленвала выполнить контроль размера превышения установочного штифта 11 согласно со схемой проверки.

Схема проверки установочного штифта 1-колесо положения коленвала, 2-болты крепежа,3- установочный штифт а = 2,5…3,0 мм

9. После монтажа коленчатого вала в блок двигателя произвести контроль биений.

Существует целый ряд концепций двигателей внутреннего сгорания, в которых коленчатый вал и шатуны заменены на другие узлы. На сегодняшний день коленчатый вал со стандартной компоновкой оптимально подходит для крупносерийного производства, а «безшатунные» двигатели — единичные экспериментальные экземпляры.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Ремонт коленчатого вала двигателя — профессионально в СПб!

Коленчатый вал представляет собой деталь сложной формы, имеющую несколько шеек, на которые крепятся шатуны. Коленвал получает от шатунов усилие и затем преобразовывает его в крутящий момент. Является составной частью кривошипно-шатунного механизма. Ремонт коленчатого вала заключается в перешлифовке его шеек, коренных и шатунных, под ремонтный размер.

Содержание статьи:

Устройство коленвала автомобиля, устройство коленчатого вала

Коленчатый вал состоит из следующих основных элементов:

1. Коренные шейки – опоры вала, лежащие в коренных подшипниках, расположенных в картере двигателя;
2. Шатунные шейки – опоры, с помощью которых вал соединяется с шатунами;
3. Щёки (цапфы) коленвала – соединяют коренные и шатунные шейки;
4. Выходная часть коленвала – часть коленчатого вала, на которой устанавливается шестерня или шкив отбора мощности для привода ГРМ (газораспределительного механизма) и других вспомогательных агрегатов, узлов и систем;
5. Противовесы – разгружают коренные подшипники от центробежных инерционных сил первого порядка, вызванных неуравновешенными массами кривошипа и нижней части шатуна.

Коленчатые валы бывают разборные и неразборные. В автомобилях применяются неразборные коленчатые валы.

Проверка геометрии коленчатого вала

Перед тем, как отправить коленчатый вал на шлифовку, нужно проверить геометрию вала и, уже исходя из результатов проверки, выбирать соответствующую технологию ремонта.

Перед началом проверки вал устанавливают крайними коренными шейками на призмы и с помощью индикаторной стойки измеряют биение средних шеек. Затем проверяют биение поверхностей сальников и хвостовика, с максимальной тщательностью измеряют диаметры коренных и шатунных шеек. Особое внимание обращают на износ средней и крайних  коренных шеек, и на эллипсность шатунных шеек. Эллипсность замеряют в нескольких плоскостях для получения более точных измерений.

Исходя из полученных результатов, выбирают способ ремонта. Если величина биения средних коренных шеек вала относительно крайних не превышает 0,1 мм, то выл можно отшлифовать. В случае превышения этого показателя вал необходимо править.

Перед тем, как приступить к ремонту, нужно проконтролировать несколько важных моментов.

Если вал шлифовали ранее, нужно проверить соосность хвостовика и поверхностей сальников коренным шейкам и уточнить наличие вкладышей нужного ремонтного размера. Особенно необходимо такое уточнение при ремонте валов двигателей многих иномарок, так как нередки ситуации, когда вкладышей нужного ремонтного размера нет в продаже, они существуют только в каталогах.

Если вал имеет шейки, сильно перегретые после разрушения подшипников, его следует проверить магнитным дефектоскопом на отсутствие трещин. Трещины, уходящие глубоко в тело вала или явно заметные невооруженным взглядом являются основанием для его выбраковки.

Коленчатый вал также выбраковывается в случае, когда износ шеек превышает максимальный ремонтный размер. В крайнем случае, изношенные шейки вала можно попытаться восстановить методами наварки или наплавки.

Завершает подготовку к ремонту коленчатого вала операция по удалению заглушек и промывке внутренних каналов. Это процедура носит обязательный характер, так как во внутренних каналах скапливается большое количество грязи, которая способна испортить самый качественный ремонт коленчатого вала.

Шлифовка коленчатого вала

Коленчатые валы шлифуют на специализированных шлифовальных станках, имеющих приспособления, которые позволяют смещать ось коренных шеек относительно оси вращения вала в станке. Это нужно для шлифования шатунных шеек. Кроме того, результат ремонта во многом зависит от состояния шлифовального станка и точности его наладки.

До начала шлифовки необходимо провести еще одну проверку. Вал устанавливают в центрах и замеряют биение хвостовика и поверхности заднего сальника, которое не должно превышать 0,01-0,02 мм. Если биение превышает допуск, то будет невозможно шлифовать коренные шейки вала, в этом случае необходима правка центровых фасок вала. Фаски правятся несколькими способами: протачиванием, притиркой и шабрением.

Шлифовать коленчатый вал начинают с шатунных шеек. Это связано с тем, что после обработки шатунных шеек могут резко изменить значение внутренние напряжения в их поверхностном слое, что может быть причиной деформации всего вала. И если сначала были зашлифованы коренные шейки, то их ось изогнется, а шейки получат взаимное, иногда совсем не малое, биение. То есть, вся работа пойдет насмарку.

Таким деформациям особенно подвержены валы, шатунные шейки которых имеют малый диаметр и не имеющие полноценных противовесов. Такие валы стоят на некоторых двигателях  Mercedes, Volvo, Chrysler, Lincoln и на многих «японцах».

Иногда перед началом шлифования шатунных шеек

необходимо предварительно обработать поверхности вала, которые зажимаются кулачками. Это происходит в случаях, когда такие поверхности являются некондиционными (например, восстановлены наваркой металла). Это нужно для того, чтобы не «потерять» базу для обработки шатунных шеек.

И это опять еще далеко не все. Установив вал в патроны станка необходимо устранить дисбаланс, вызванный смещение вала. Для этого на планшайбах против патронов станка закрепляются специальные балансировочные грузы, масса и расположение которых подбирается исходя из массы самого вала и радиуса кривошипа. Затем нужно добиться совпадения оси вращения вала с осью шейки, подвергаемой обработке. А еще лучше, если получится добиться совпадения с осью «парных» шеек. Это позволит достигнуть наивысшего качества шлифовки. И лишь только после этого можно начинать шлифовать шатунные шейки вала.

Следующий этап ремонта заключается в обработке коренных шеек. Для их обработки коленчатый вал устанавливают в центрах, Задний центр при этом неподвижно фиксируется стопором, чтобы избежать проскальзывания вала в центровой фаске. Также важно, чтобы центра зажимали вал с минимальным усилием, иначе вал в станке деформируется.

Остается только проверить и отрегулировать величину биения различных поверхностей и можно начинать обработку коренных шеек.

Шатунные и коренные шейки начинают шлифовать с тех, которые имеют максимальный износ, чтобы определить в какой они выйдут ремонтный размер.

При грамотном выполнении всех операций по шлифованию коленчатого вала можно добиться того, что конусность, эллипсность и взаимное биение шеек будут иметь лучшие значения, чем у новых валов.

После обработки коленчатого вала на шлифовальном станке обязательно необходимо удалить микронеровности и сгладить острые кромки смазочных отверстий. Такая операция называется доводкой.

Осуществляют доводку двумя способами:

суперфинишной обработкой и полировкой.
В первом случае достигается более высокий результат, но процесс довольно сложный, требует применения специального оборудования и применяется в основном в массовом производстве.

Процесс полировки проще и гораздо доступнее. Отшлифованные шейки вала вручную полируют сначала мелкозернистой  наждачной бумагой, вставленной в специальные захваты, а затем абразивной пастой.

Конечный результат – надежная и долговечная работа коленчатого вала –  во многом зависит профессионализма механика-моториста, характеристик и точности шлифовального оборудования и, конечно, от мастерства специалиста-шлифовщика.

Правка коленвала профессионально!

Править коленчатый вал следует в том случае, когда, как было написано выше, биение средних шеек коленвала превышает 0,1 мм относительно крайних.

Специалистам известно несколько способов правки коленчатого вала, но большинство из них имеют различные недостатки, которые были учтены при разработке уникального способа, получившего название «метод поэлементной холодной правки» или метод Буравцева.

Данный метод позволяет править коленчатые валы, имевшие изначальное биение шеек более 1 мм с конечным результатом всего 0,01 мм! Такой результат не давал ни один из ранее известных способов правки коленчатых валов. Более того, качественная правка способна заменить шлифовку, особенно это касается новых «заводских» коленчатых валов, которые часто имеют недопустимо большое биение (от 0,05 мм и более).

Достижение высокого качества ремонта коленчатого вала возможно только при правильном выполнении всех технологических приемов во время шлифования и доводки рабочих поверхностей шеек и гаптелей коленвала.

Специалисты Автопрайд качественно выполнят необходимые работы по ремонту, шлифовке коленчатых валов двигателей любых автомобилей иностранного производства не старше 2000 года выпуска. Капитальный ремонт двигателя требует серьезного подхода.

повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Что делать, если коленвал неисправен?

Повреждение коленчатого вала встречается редко в современных автомобилях, но тем не менее все же происходит время от времени. Стоит ли в этом случае ремонтировать автомобиль (стоит ли игра свеч)? Какими затратами обернется ремонт коленвала? Отвечаем на наиболее важные вопросы. 

 

Смотрите также: Сломался датчик положения распредвала: симптомы, ремонт, затраты

 

Коленчатый вал – важный элемент двигателя внутреннего сгорания. Это та деталь, которая превращает кинетическую энергию, получаемую при сгорании топлива в двигателе, в механическую. Также коленвал служит связующим звеном между двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь распределяет крутящий момент на колеса. К сожалению, если коленвал выходит из строя из-за дефекта, дорогостоящего ремонта не избежать. 

 

Дефект коленчатого вала: причины и симптомы

 

В современных машинах повреждение коленвала стало довольно-таки редким явлением. Обычно коленчатый вал может выйти из строя в основном по двум причинам: нехватка моторного масла и превышение нагрузки на двигатель. Последняя причина современным машинам не грозит, поскольку электроника контролирует все функции двигателя и отключает подачу топлива, когда двигатель начинает испытывать повышенную нагрузку. Особенно эта защита актуальна, когда стрелка на тахометре находится на красной отметке.

 

Получается, подобная защита является своеобразным электронным ограничением оборотов двигателя, точно так же как работает электронный ограничитель скорости, встроенный во все современные автомобили. 

 

Чаще же всего убить коленвал можно нехваткой моторного масла. Когда коленвалу не хватает смазки, это разрушает шатунные подшипники и затем более крупные основные подшипники, в которых вращается коленвал. Однако для наступления фактического ущерба от нехватки масла требуется довольно много времени – примерно до четверти часа, до тех пор, пока остаточное моторное масло в герметичных подшипниках не будет полностью использовано. В такой ситуации из-за сухого трения начнется разрушение подшипников и износ коленвала.

Но почему в современных автомобилях поломка коленвала – более редкое явление, чем в старых машинах? Все дело в том, что во многих современных машинах двигатели оснащены турбиной, которая быстрее выйдет из строя в случае острой нехватки моторного масла. Так что, по сути, коленвал не успеет получить критичный износ.

 

Тем не менее в некоторых современных автомобилях все же случается поломка коленвала, которая, как правило, дает о себе знать грохотом (громким стуком). 

 

 

 

 

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

 

К сожалению, ремонт коленвала – очень сложный процесс, который могут делать не многие технические центры. Ведь в этом случае нужна шлифовка коленчатого вала на специальном оборудовании. Вот виды возможных работ при восстановлении изношенного вала:

 

• чистка каналов

• замена подшипников

 

Также в некоторых случаях старый коленвал может нуждаться в термообработке. А иногда нужна балансировка коленвала. К сожалению, для этих работ требуются специалисты высокого класса, а также дорогостоящее оборудование. 

 

Также не забывайте, что, прежде чем приступить к ремонту коленвала, нужно его еще демонтировать, а после ремонта поставить на место. Для многих автомобилей это обходится в круглую сумму, так что в итоге будет проще купить новый коленвал, чем ремонтировать старый. Вот для примера расценки на ремонт коленвала в одном из автосервисов Москвы. Причем это еще не высокие ценники. 

 

Логично, что раз придется разбирать мотор, то вместе с ремонтом коленвала придется также проводить и другие работы. В этом случае восстановление работоспособности коленвала может вылиться автовладельцу в круглую сумму. В некоторых случаях будет проще купить контактный подержанный мотор. Можно также обратиться в специализированные компании, которые занимаются восстановлением моторов. В таких компаниях вы можете приобрести уже готовый восстановленный двигатель на свою машину. В этом случае, чтобы уменьшить стоимость восстановленного мотора, вы можете сдать двигатель со сломанным коленвалом в качестве зачета в стоимость восстановленного. 

 

Структура и функция коленчатого вала

 

Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.

По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач. 

 

Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки

 

Сегодня в современных автомобилях в двигателях используется коленвал, с каждой стороны которого находится подшипник. Со временем подшипники изнашиваются и между ними и поверхностью коленвала появляется люфт, что приводит к износу коленвала. 

К счастью, современная конструкция двигателя способна долгое время выдерживать большие нагрузки. В том числе способны выдерживать нагрузку и современные коленчатые валы. Например, в дизельном современном двигателе каждый ход шатуна испытывает от воспламенения топлива нагрузку в 10 000 кг, которая, естественно, передается на коленвал. 

 

Смотрите также: Двигатели, в которых могут загнуться клапана: Зачем они нужны

 

Итак, на короткое время в одно мгновенье на шатуне присутствует сила, эквивалентная десяти тоннам, которая воздействует на коленвал. И это мы говорим только об одном шатуне. Вы представляете, какую нагрузку получает коленвал в восьмицилиндровом моторе? 

 

И это еще не все. В зависимости от конструкции двигателя коленчатые валы также подвержены вибрациям. Поэтому многие автопроизводители стараются сделать коленчатые валы достаточно прочными и долговечными. Например, коленвал может быть изготовлен из высококачественной стали. Особенно для мощных турбированных высокооборотистых дизельных двигателей.

Для атмосферного (нетурбированного) бензинового двигателя коленвал может быть уже не столь прочен. Поэтому производители часто еще недавно многие коленчатые валы изготавливали из чугуна. Сегодня же в мире наблюдается тенденция по снижению веса автомобиля. В первую очередь двигателя.

 

Смотрите также: Почему двигатели автомобилей не плавятся?

 

В итоге вместо чугунных блоков двигателя во многих современных авто стали использоваться блоки цилиндров из алюминия. Также производители стали использовать облегченные поршни и шатуны. Не обошла эта мода на легкое и коленчатые валы, которые также заметно полегчали. Все это, конечно, не добавляет машине надежности и увы, не гарантирует долгий срок службы двигателя.

Ремонт коленчатого вала | ТО и ТР автомобиля

Основными дефектами коленчатого вала являются:

1. прогиб;
2. эллипсность и конусность коренных и шатунных шеек;
3. царапины и выбоины на шейках;
4. разработка отверстий под болты крепления маховика.

Рис. Проверка прогиба коленчатого вала.

Прогиб вала определяют индикатором в призмах, установленных на контрольной плите, или в центрах токарного станка. При этом штифт индикатора должен находиться не на середине шейки, а на ее конце, иначе эллипсность шейки даст искаженное представление о величине прогиба вала. Вал правят в холодном состоянии под прессом путем нажима на среднюю шейку через медную или латунную прокладку. Правка считается законченной, когда биение вала равно не более 0,03—0,05 мм.

Чтобы определить величину эллипсности и конусности, каждую шейку измеряют микрометром в трех местах: у галтелей и посредине в двух взаимно перпендикулярных плоскостях — по оси кривошипов и перпендикулярно им.

Размер, под который нужно шлифовать шейку, определяется наименьшим диаметром, полученным в результате измерения, с учетом установленных ремонтных размеров для данного вала. Для всех шатунных шеек, как и для всех коренных, устанавливается один ремонтный размер.

Шейки шлифуют на специальном круглошлифовальном станке. При отсутствии специального станка шлифование можно производить на токарном станке при помощи супортно-шлифовального приспособления. При шлифовании коренных шеек на токарном станке вал устанавливают в центрах станка.

Рис. Установка вала в центросместителе:
1 — планшайба; 2 — противовесы; 3 и 4 — центросместители.

Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал помещают в центросместителе, установленном на станке. При этом ось вращения будет проходить по оси крайних шатунных шеек. После обработки крайних шеек вал устанавливают в центросместителе таким образом, чтобы ось вращения проходила по оси средних шатунных шеек, и так попарно обрабатывают все шейки.

Рис. Жимки для полирования шеек коленчатого вала.

В процессе шлифования следует применять охлаждающую жидкость, состоящую из 500 г кальцинированнной соды и 12 л воды. Струю жидкости необходимо направлять в место соприкосновения камня с валом. После обработки шейки снова измеряют; допустимая эллипсность и конусность шеек 0,01—0,02 мм. После шлифования кромки отверстий масляных каналов на шейках вала затупляются и шейки полируют жимками, применяя абразивные пасты ГОИ. Пасту наносят на суконную или кожаную обшивку жимок, между которыми зажимается шейка вала. Вал при этом должен делать 40—50 об/мин.

Поломка коленчатого вала. Причины выхода из строя. Ремонт коленвала. / Статьи / Всё для моторов

Поломка коленчатого вала. Причины выхода из строя. Ремонт коленвала.

Коленчатый вал силового агрегата постоянно находится под высокими нагрузками, вследствие чего он является одной из самых уязвимых деталей, восстановление которой занимает много времени и стоит недешево.

На коленвал постоянно воздействуют различные силы, начиная от высокого давления газов, которое вызвано работой поршневой группы, неправильными условиями эксплуатации автомобильного двигателя и заканчивая постоянно возникающим большим уровнем инерции. Заметим, что коленчатый вал относится к элементам, которым постоянно приходится испытывать всю силу циклических нагрузок, негативно отражающихся на целостности материала изготовления и значительно снижающих его прочность.

 

Особенности восстановления работоспособности коленвалов

Зачастую причиной выхода коленвала из строя является недостаточный уровень моторного масла, его неудовлетворительное состояние, продолжительная работа непрогретого силового агрегата на максимальных оборотах. Среди основных повреждений выделяют наличие задиров на шейках вала, износ подшипников, присутствие серьезной выработки на поверхности, расплавление вкладышей вследствие их постоянного перегрева.

Устранить задиры можно, отшлифовав шейки коленчатого вала. При этом для этой процедуры существует несколько ремонтных размеров. Однако в процессе шлифовки возникает более серьезная проблема, которая связана с нагревом поверхности шейки, и снижением в связи с этим ее прочности. В результате разогрева сторон шеек нарушается геометрия коленвала — он искривляется, что может привести к его заклиниванию либо серьезному повреждению. В таком случае полностью восстановить вал вряд ли удастся, потребуется его замена.

Увы, но шлифовка является распространенной практикой ремонта коленчатого вала. Ошибочно мнение большинства даже самых опытных мотористов и автомехаников, что после ее проведения полностью восстановятся все характеристики детали, и она может продолжать работать, как и прежде. При этом нарушение геометрии детали можно попросту не принимать во внимание. В результате получается, что и распредвал начинает функционировать некорректно, увеличивается износ деталей ГРМ, нарушается герметичность сальников, изгиб шеек приводит к повреждению и выработки их посадочных мест, силовой агрегат начинает сильно вибрировать, значительно увеличивается потребление топлива.

Нетрудно подсчитать центробежную силу, возникающую при вращении коленчатого вала силового агрегата со средними характеристиками (мощность, объем и т. д.). Эта цифра никогда не была маленькой. Ее среднее значение 8кН. Даже, несмотря на эту величину, единственным применяемым методом восстановления коленчатого валя, к сожалению, все равно является его шлифовка.

 

Характерные неисправности коленчатого вала

К наиболее распространенным из них относятся:

• нарушение геометрии коленвала;
• наличие деформаций (сколов, вмятин, царапин и т. д.) на поверхности вала;
• разбалансировка коленчатого вала, которая зачастую вызвана его искривлением;
• выработка отверстий масляных каналов, их засорение и прочие повреждения;
• пригорание вкладыша вследствие перегрева коленвала. (на различных типах автотранспорта эта неисправность характеризуется по-разному: на легковых авто на коленвале появляются задиры, а на грузовой технике ввиду повышенных нагрузок вкладыш пригорает моментально).

Все эти неисправности вызывают повышенный износ, как самого коленчатого вала, так и других элементов силового агрегата.

 

Профилактика неисправностей

Главное – это соблюдение всех рекомендаций производителя, которые указаны в сервисной книге автомобиля. Основной критерий продолжительной работоспособности этого элемента — своевременная замена моторного масла в соответствии с его типом и спецификацией.

Необходимо подчеркнуть, что в сервисных книгах автопроизводители указывают регламентные сроки проведения ТО и замены расходников, которые не соответствуют особенностям эксплуатации транспортных средств в нашей стране. Поэтому, необходимо самостоятельно несколько занизить эти сроки либо брать в расчет рекомендации «для тяжелых условий эксплуатации».

Диагностика и ремонт коленвала

ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ КОЛЕНВАЛА

Коленвал (Коленчатый вал) — наиболее нагруженная деталь любого автомобиля. Именно благодоря ей энергия вырабатываемая в результате сгорания топлива передаеться по всему мотору. Как следствие огромная нагрузка ложится на него и на вкладишы, которые фиксируют ее при вращении.

Все поломки связанные с коленвалом связаны с не достаточной смазкой трущихся деталей (вкладышей). Восновном длительной работой на больших оборотах, особенно на не прогретом двигателе. Как результат задиры на шейках коленвала и вкладышах, в худшем случаее перегрев  и расплавление вкладышей.

 

 

ДИАГНОСТИКА

При ремонте двигателя, что бы с ним не случилось необходимо проверить геометрию коленвала. Для этого вал устанавливается крайними коренными шейками, а у средних с помощью стойки с индикатором измеряется биение. Проверяется также биение хвостовика и поверхностей сальников. Далее проводят тщательное измерение диаметров коренных и шатунных шеек. При этом обращают внимание на износ средней и крайних коренных шеек (он может быть повышен), а также на эллипсность шатунных шеек. Процедура весьма сложная, остается надеятся что вы найдете грамотного токаря.

 

РЕМОНТ

Далее нас ждет три варианта:

Первый. Биение средних шеек относительно крайних не превышает минимального значения, а зазоров появится не успело. В этом случает, подбираем новые вкладыши селективным методом. Те размером не ремонтным, который нам скажет токарь.

Второй. Есть задиры на вкладышах и распредвале. В этом случает коленвал растачивают под нужный нам размер, а вкладыши подбирают уже ремонтные. Значительно большего размера. Однако минимальный шаг ремонта на ольшинстве современных моторов состовляет не более 0,25 мм. Очевидно что не вооруженным глазом разницу между ремонтным размером и стандартом вы не увидите. Так что визуально проверить что ставить просто не реально

Третий. Все плохо, вал либо был перегрет и его повело. или его уже точили и нет большего ремонтного размера, или его точили под ремонт, но сделали это не квалифицированно и появилос биение которое уже не вывести. Ну и конечно увидили  трещину, значит придется покупать новый либо б/у.

По новому есть нюанс, что его хранили лежа и он провис, а по б/у дак вообще тот же кот в мешке. Так что в любом случае обращаемся к хорошему токарю с целью проверки.

 

ЧАСТО ВОЗНИКАЮЩИЕ ОШИБКИ

Неправильно поставленные подушки коленвала. Менять местами подушки нелья. Иначе может зажать коленвал или наоборот будет болтаться.

 

Причины проворачивания вкладышей

Замки вкладышей нужно ставить друг к другу. Иначе может не встать коленвал и даже если встанет может провернуть вкладыши.

 

Повышенный момент трения, который стремится провернуть вкладыши и пониженное усилие, удерживающее вкладыши на месте (вкладыш установлен с недостаточным натягом). Как правило,  на машинах серийного производства случаи с нарушением натяга встречаются очень редко. Обычно нарушение натяга возникает после неквалифицированного ремонта двигателя, когда неправильно выполнялся подбор вкладышей. Под действием неравномерных нагрузок ослабленная посадка вкладыша приводит к его вибрации, нарушению смазочной плёнки и к местным прихватываниям. В результате вкладыш начинает проворачиваться, а удерживающий усик не в состоянии противостоять проворачивающему моменту на вкладыше.

 

Повышенный момент трения, связанный с режимом работы подшипников. При работе двигателя на расчётных режимах вкладыши работают в условиях жидкостного трения. Между рабочей поверхностью вкладыша и шейкой вала возникает масляная плёнка, предотвращающая прямое взаимодействие деталей. Момент трения в подшипнике минимальный.  Для двигателей мощность до 200 л. с. окружные усилия на вкладыш составляют примерно 0,1кгс – 1кгс.  Величина силы трения пропорциональна нагрузке, и это при постоянном коэффициенте трения. Иногда целостность масляной плёнки может нарушаться и коэффициент трения начинает расти.  Тогда, даже при постоянной нагрузке, увеличивается проворачивающий момент и создаются условия для проворачивания вкладышей. Повышенная нагрузка уменьшает толщину масляной плёнки, увеличивая риск её разрушения. При этом выделяется больше тепла, что ведёт к росту локальных температур в зоне трения. Происходит разжижение смазки, что приводит к дальнейшему снижению толщины масляной плёнки и увеличению вероятности появления прихватов в трущейся паре.

 

После расточки коленвал нужно промыть. Наберите в насос бензин, и шлангу от насоса прижимайте к отверстиям коленвала, давите на насос и бензин под давлением будет промывать коленвал внутри. Обычно отверстия на шейках коленвала сквозные, поэтому противоположное отверстие затыкайте пальцем, и бензин будет идти по каналу в шатунную шейку и промывать весь канал.