Проворот вкладышей коленвала: Проворот вкладышей – что это? Как избежать и что делать, если случилось

admin

Содержание

Проворот вкладышей – что это? Как избежать и что делать, если случилось

В автомобильной жизни диагноз «проворот вкладышей» сравним в медицине с, например, туберкулезом, излечимым, но очень страшным и неприятным заболеванием, побороть которое будет стоить немало сил и денег. То же самое и проворот вкладышей. Это не окончательный приговор мотору, но явный намек владельцу, что нужно готовить деньги на дорогой ремонт. Что именно случается при провороте вкладышей и почему это так сложно устранить его последствия – мы расскажем в этом материале.

Вкладыши шатунные

Что такое вкладыши и как их проворачивает

Для начала, конечно, нужно разобраться в том, что такое вкладыши. По сути, это подшипники трения, они позволяют разным механическим частям крутиться соприкасаясь друг с другом и не нанося вред. Самая крутящаяся деталь мотора это коленвал, поэтому вкладыши, по большей части, являются элементом его конструкции (но в зависимости от мотора могут быть и у других элементов тоже). Когда мы слышим про проворот вкладышей, то обычно речь идет именно про коленвал.

Тут нужно немного теории ДВС для тех, кто плохо учил физику в школе. У коленвала есть вкладыши двух типов – шатунные и коренные. Шатунные используются на месте соприкосновения коленвала и шатуна. На сам шатун с другой стороны насажен поршень, который под действием взрыва топлива движется, передает момент на шатун, а тот уже вращает коленвал как раз через шатунные вкладыши. Коренные вкладыши устанавливаются на месте соприкосновения коленвала с блоком цилиндров и позволяют валу вращаться в блоке.

На фото — коленвал, шатуны, вкладыши, поршневые кольца и другие детали двигателя

Конструктивно вкладыши представляют собой металлические пластины закругленной формы, на которые нанесено специальное покрытие, способствующее снижению трения. На каково бы не было покрытие от соприкосновения двух металлических частей оно не спасет, поэтому обязательным условием работы вкладышей является обильная смазка. В зависимости от типа запчасти или ее конструкции, во вкладыше предусмотрены или проточки, или отверстия, или каналы (а иногда и все вместе), которые как раз и нужны для подачи масла. Как именно подается масло и какие путем – это уже заморочки инженеров, разрабатывавших мотор. Нам, водителям, нужно знать, что без масла вкладыши долго не проживут.

Коренные вкладыши

У вкладышей есть специальные посадочные места, которые позволяют их зафиксировать около каналов смазки и четко на месте повышенного трения сопрягаемых деталей. Фиксацию обеспечивают специальные усики. Описываемый нами проворот вкладышей это как раз и есть ситуация, при которой вкладыш или вырвался из своего посадочного места, или физически треснул, или сместился. В общем, любые проблемы с вкладышами принято называть проворотом.

Причины проблемы

Выход вкладыша на «прогулку» без дополнительных причин не случается. И в большинстве случаев эти причины связаны с проблемами смазки. При вращении коленвала все вкладыши испытывают большое трение, которое за счет использования смазочных материалов снижено до разумного. Да, понемногу вкладыши истираются и при достаточном количестве масла, но это очень долгий процесс, растягивающийся на сотни тысяч километров. Быстрый проворот возникает когда со смазкой что-то не так.

Первый вариант – масло очень старое. Если смазку не обновлять, то она теряет свои свойства и уже не снижает силу трения до приемлемых величин. Нагрузка на вкладыш вырастает и он уже не может удержаться в посадочном месте.

Провернуло вкладыши в двигателе BMW M5 E39

Второй вариант – неправильное масло. Характеристики смазки, которые рекомендует производитель, обычно берутся не с потолка, а высчитываются исходя из конструкции мотора, например сечения и количества масляных каналов. Все канавки и отверстия во вкладышах хорошо работают при маслах определенной вязкости. Слишком густое или слишком жидкое может не поступать на детали в необходимых количествах. Да, мы сами в свое время писали, что в рекомендациях вязкости от производителя есть элемент маркетинга и иногда стоит немного критически к нему относиться, но учитывать их нужно обязательно.

Третий вариант – проблемы с давлением. Если давление масла слишком низкое (для этого может быть много причин), то даже правильного масла на узлы будет поступать мало, поэтому риск проворота возрастает.

На шатунной шейке произошел клин — провернуло вкладыши. Нужно было следить за уровнем масла. Фото — zr.ru

Четвертый вариант – банальная нехватка масла. Если есть течь или угар смазки, а водитель давно не проверял уровень и упустил этот момент, то даже при хорошо работающем насосе масла на вкладыши может не хватить. И здравствуй, проворот.

Справедливости ради нужно сказать, что не все проблемы вкладышами объяснятся проблемами со смазкой. Еще есть вероятность неправильной установки (в заводских машинах такое бывает редко, а вот после некачественного ремонта мотора периодически случается) или банальное истирание вкладыша от огромного пробега, но второй случай крайне редко случается – тут скорее в моторе что-то другое сломается чем вкладыши будут полностью истерты. Так что обычно масляные проблемы.

Естественный износ коренных вкладышей в двигателе 3.0 дизель V9X

Тут хотелось бы привести пример. Провернуть вкладыши может у любого мотора, но в последние годы неофициальное звание чемпионам по этой поломке носит корейский G4KE. Очень много примеров, когда вкладыши на нем проворачивает на пробегах около 100-150 тысяч километров. Специалисты сходятся в том, что в данном случае виновата не самая удачная конструкция масляного насоса, которые уже в первой сотне тысяч километров получает люфт конструкции и снижает производительность. Лампа не загорается, потому что какое-то давление не остается, но подача масла ухудшается. А вкладыши страдают от этого первыми из-за другой особенности мотора – у мощного двигателя объемом 2,4 литра весьма хлипкий коленвал. При высокой нагрузке (езда в горах или движение по трассе на очень высокой скорости) он работает на пределе своих возможностей, что и передается на вкладыши, которые оказываются самым слабым элементом во всей системе и их проворачивает. Оговоримся, что это только пример конкретного мотора.

Коленчатый вал и вкладыши двигателя G4KE. Фото — drive2.ru

Как понять и что делать

То, что происходит со вкладышами внутри двигателя и причины этого мы поняли, а что делать водителю, который просто управляет автомобилем и не подозревает, что происходит внутри мотора? Симптомом проворота является стук при работе. Стук громкий, доносящийся откуда-то снизу двигателя. Увы, но это все признаки. Стучать мотор может и по другим причинам, а отличить на слух без определенного опыта невозможно. Поэтому уверенно диагностировать проворот без разборки и дефектовки неопытному водителю сложно. То есть если двигатель застучал, то самый безопасный вариант его как можно быстрее заглушить и везти машину в сервис на эвакуаторе. Потому как может быть разное.

Конкретный вред от проворота вкладыша нельзя оценить без разборки. Представим, что вкладыш лопнул, он перестает выполнять свои обязанности, в этом месте коленвал начинает получать задиры, что очень плохо. А если вкладыш физически вылетел из посадочного гнезда, то он начинает блуждать по мотору, может раскрошиться и забить стружкой масляные каналы, может сам повредить другие элементы, может сделать кучу задиров, бывали даже случаи пробития блока. И уж совсем страшный случай, когда вкладыш под действием высокой температуры прикипает в коленвалу и начинает вращаться вместе с ним. Тут уже получается настоящая мясорубка для деталей мотора.

Шатун после проворота вкладышей. Фото — zr.ru

Посему и о ремонте после проворота говорить однозначно не приходится. Чисто теоретически это может быть и замена только провернутого вкладыша, которую можно осуществить без снятия мотора, добравшись до коленвала снизу. Но это очень маловероятный вариант развития события, нужно чтобы водитель сразу заглушил мотор и чтобы повезло. Обычно коленвал при провороте получает повреждения, поэтому как минимум требует расточки в ремонтный размер, а то и замены. Чаще всего проворот вкладыша заканчивается капитальным ремонтом мотора, причем даже не столько из-за последствий самого проворота, сколько по логике. Обычно если вкладыши провернуло, то и другие элементы двигателя уже изношены, и если все равно агрегат снимать и разбирать, то разумно поменять все, чтобы потом второй раз не оплачивать дорогостоящие работы.

Поврежденные шейки коленвала — последствия проворота вкладышей. Двигатель BMW N57

Еще одной неприятной стороной проворота вкладышей является то, что к нему никак нельзя подготовиться – ни морально, ни физически. Проворот случается резко и неожиданно, причем, что самое подлое, нередко на трассе вдалеке от сервисов и цивилизации. Двигаться на машине своим ходом даже если двигатель не заглохнет – окончательно подписывать смертный приговор мотору, так что еще и эвакуатор нужно где-то искать и оплачивать.

Какой-то особой профилактики, которая бы позволила избежать столь неприятного события, придумать сложно. Само собой, своевременная замена качественного масла, проверка его уровня и умеренные нагрузки в движении, заметно снизят вероятность проворота, но это универсальные советы для долгой жизни любого мотора, а не только вкладышей. А сами вкладыши это как бойцы невидимого фронта, пока они работают, то о них никто не задумывается, а если с ними что случилось – то беда.

Автор — Александр Нечаев.

Почему проворачивает шатунные вкладыши или вкладыши коленвала






 4/24/2018

Вкладыши шатунов или коленвала являются подшипниками скольжения, на которые дополнительно подается моторное масло из системы смазки двигателя. Данное решение позволяет нагруженным деталям свободно и легко перемещаться, при этом достигается такое сопряжение нагруженных элементов, в котором отсутствуют зазоры и люфты. Под такими подшипниками скольжения следует понимать высокопрочный стальной лист особой формы, на который нанесено специальное антифрикционное покрытие.

 

Проворачивание шатунных вкладышей или вкладышей коленвала является серьезной неисправностью, которую необходимо устранять незамедлительно. Чаще всего водитель узнает о возникшей проблеме благодаря появлению отчетливого характерного шатунного стука или стука коленчатого вала двигателя.  Дальнейшая эксплуатация ДВС, в котором провернут вкладыш, крайне не рекомендуется, так как поломки данного рода причиняют значительный ущерб не только сопряженным деталям, но и другим узлам силового агрегата. Далее мы поговорим о том, что делать, если провернуло шатунный вкладыш, какой может быть причина и последствия в результате такой поломки.

 

Почему проворачивает вкладыши?

 

Вкладыши в двигателе установлены в специальные установочные места (постель вкладыша). Установка предполагает особую фиксацию, так как вкладыши имеют в своем теле отверстия, что позволяет подавать на них моторное масло. Указанные отверстия должны четко совпадать с отверстиями, которые высверлены в самих деталях для прохода смазки. Также фиксация вкладыша необходима с учетом того, что во время работы двигателя возникает трение по поверхностям сопряженных элементов.

 

С учетом вышеприведенной информации становится понятно, что если провернуло шатунный вкладыш, причина может заключаться в следующем:

 

  • недостаточная фиксация вкладыша;

  • сильное трение по поверхности вкладыша;

 

Как известно, трение возникает в результате скольжения двух тел по отношению друг к другу при наличии определенной нагрузки. Общая величина силы трения будет зависеть от величины нагрузки на трущуюся пару, а также от коэффициента трения. Для того чтобы снизить силу трения при изготовлении деталей применяются специальные антифрикционные материалы, которые имеют низкий коэффициент трения.

 

 

 

 

Что касается вкладыша, антифрикционный материал наносится на его поверхность. Коленвал по отношению к вкладышам совершает вращательное движение, в месте сопряжения вкладыша и коленчатого вала  возникает сила трения, которая стремится провернуть вкладыши по отношению к их установочным местам. Для защиты от проворачивания и смещения вкладыш удерживает специальный усик. Также при установке сами вкладыши вставляются с определенным натягом, величина которого рассчитана конструкторами того или иного ДВС.

 

Становится понятно, что избыточное трение или недостаточно надежная фиксация (слабый натяг), являются основными причинами, по которым не удается удержать вкладыш на его посадочном месте. Отметим, что во время изготовления двигателя на заводе недостаточный натяг вкладышей при сборке ДВС встречается крайне редко. Чаще проблемы с коренными или шатунными вкладышами появляются после того, как двигатель ремонтировался. Другими словами, неправильный подбор ремонтных вкладышей и другие дефекты, которые не позволяют добиться необходимого натяга, приводят к проворачиванию. Так как на КШМ воздействуют неравномерные нагрузки, вкладыши с ослабленной посадкой начинают вибрировать, масляная пленка на их поверхности разрушается, вкладыш может «прихватить». В такой ситуации проворачивание неизбежно, так как фиксирующий усик попросту не способен противостоять моменту проворачивания на самом вкладыше.

 

Как уже было сказано, еще одной причиной проворачивания вкладышей двигателя является превышенный момент трения, то есть нарушаются расчетные условия работы самих подшипников скольжения. Нормальная работа вкладышей предполагает так называемое жидкостное трение, то есть поверхность вкладыша и шейку коленчатого вала разделяет масляная пленка. Это позволяет избежать прямого контакта нагруженных деталей, обеспечивает необходимую смазку и охлаждение, минимизирует трение.

 

 

 

 

Вполне очевидно, что если масляная пленка будет иметь недостаточную толщину или прорвется, коэффициент трения начнет увеличиваться. Работа сопряженных деталей, которые испытывают постоянную нагрузку, в подобных условиях будет означать, что проворачивающий момент увеличился. Если проще, чем больше сила трения, тем сильнее возрастают риски проворачивания вкладышей коленвала при таких увеличенных нагрузках.

 

Рост нагрузок в паре вкладыш-коленвал приводит к уменьшению толщины масляной пленки или к полному разрыву (сухое трение). Параллельно увеличению силы трения происходит усиленное выделение тепла, в области трения возникают локальные перегревы. При повышении нагрева нарушается температурная стабильность масла, толщина масляной пленки еще больше снижается, вкладыш может прихватывать к поверхности шейки коленчатого вала.

 

Также следует добавить, что толщина масляной пленки между сопряженными деталями напрямую зависит от того, с какой скоростью указанные детали перемещаются относительно друг друга (гидродинамическое трение). Чем быстрее детали двигаются, тем интенсивнее масло попадает в зазор, который присутствует между трущимися элементами. Получается, создается более толстый масляный клин-пленка по сравнению с такой же пленкой на меньшей скорости движения сопряженных деталей. При этом необходимо учитывать тот факт, что увеличение скорости движения деталей увеличивает и силу трения, а также растет нагрев от такого трения. Это значит, что температура моторного масла начинает повышаться, смазка разжижается, толщина пленки становится меньше.

 

Еще на силу трения оказывает влияние то, с какой точностью изготовлены поверхности сопряженных деталей, от степени шероховатости указанных поверхностей и т.д. Если, например, поверхность вкладыша или шейки окажется неровной, тогда возникнут зоны, в которых возникнет практически сухое трение или детали будут контактировать в условиях недостаточной толщины масляной пленки.  Параллельно такие зоны сухого трения могут возникать и в тех случаях, когда в моторном масле присутствуют механические частицы, то есть масло загрязнено.

 

 

 

 

По указанным причинам после сборки нового ДВС или капитального ремонта двигателя силовой агрегат должен пройти процесс обкатки, который предполагает умеренные нагрузки и частую смену моторного масла. Дело в том, что нагруженные пары должны приработаться друг к другу, так как притирка постепенно нивелирует возможные имеющиеся микродефекты, которые оказывают влияние на эффективность образования и последующую стабильность образованной масляной пленки.

 

Добавим, что определенное влияние оказывает и вязкость масла в двигателе. Более вязкие масла вызывают увеличенный момент трения в нагруженных парах. Параллельно с этим толщина пленки вязкого масла также больше в месте сопряжения деталей. Однако это не значит, что нагруженные детали будут защищены от повышенного или сухого трения. Дело в том, что вязкая смазка может просто не доходить до места трения в необходимом количестве, что приводит, в свою очередь, к уменьшению толщины пленки или даже ее разрыву.

 

По указанной причине не так просто дать ответ, какое масло лучше применительно к вкладышам и их проворачиванию с учетом только одного показателя вязкости. Не следует забывать о том, что важнейшей характеристикой является также смазывающая способность масла, то есть свойство смазки сцепляться с металлическими поверхностями. Следует учитывать и стабильность пленки того или иного масла в условиях различных нагрузок и температур.

 

Последствия проворота вкладышей

 

Начнем с того, что проворачивание шатунных вкладышей двигателя при своевременном определении поломки является менее серьезной проблемой по сравнению с проворачиванием коренных вкладышей коленвала. Если же проблему выявили поздно, тогда последствия для ДВС могут быть разными. Бывает так, что после проворачивания шатунного вкладыша двигателю может понадобиться дорогостоящий капитальный ремонт.

 

Распространена и такая ситуация, когда провернутый  шатунный вкладыш попросту меняют на новый и двигатель работает дальше. Отметим, что делать так не рекомендуется по причине того, что ресурс отремонтированной таким образом сопряженной пары шатун-шейка коленвала может быть сильно сокращен (на 60-70%). Более приемлемым вариантом принято считать подход, когда меняется шатун, в котором провернуло вкладыш. Также шатун часто подлежит замене и по причине того, что в результате проворачивания вкладыша ломается замок шатуна. Оптимальным же способом ремонта принято считать расточку коленвала и замену вкладышей/шатунов.

 

 

 

 

Шлифовка коленвала после проворачивания вкладыша обычно является необходимой операцией, так как на шейке появляются задиры. После разборки двигателя коленчатый вал необходимо промерять, после чего осуществляется его расточка с учетом последующей установки новых вкладышей ремонтного размера. Только так удается добиться необходимого состояния поверхностей и правильного натяга вкладыша после установки.

 

Что в итоге

 

С учетом приведенной выше информации можно сделать вывод о том, что появление стука в двигателе является поводом для немедленного прекращения эксплуатации ТС. Также следует учитывать, что на состояние вкладышей сильно влияет и температурный режим работы силового агрегата. Другими словами, перегрев двигателя может привести к проворачиванию шатунных или коренных вкладышей, заклиниванию мотора и т. д. В таком случае двигатель может полностью прийти в негодность, так как разбивается постель коленвала, выходит из строя сам коленчатый вал, блок цилиндров и т.д.

 

Что касается моторного масла, необходимо использовать только те ГСМ, которые соответствуют всем требованиям и необходимым допускам завода-изготовителя силового агрегата. Также масло и масляный фильтр необходимо своевременно менять, не допускать попадания грязи и механических частиц в смазку. Повышенного внимания заслуживает и сама система смазки, так как снижение производительности или неисправности могут привести к масляному голоданию, в результате чего существенно повышается риск проворачивания вкладышей.

 

Напоследок добавим, что бензиновый двигатель нуждается в прогреве после холодного запуска, затем ездить необходимо без нагрузок до момента выхода силовой установки на рабочие температуры. В случае с дизелем мотор прогревается в движении, до полного прогрева не рекомендуется резко нагружать агрегат. Также следует помнить, что как новый двигатель, так и мотор после ремонта нуждается в обкатке, так как нагруженные пары и сопряженные элементы нуждаются в притирке.

Новые подшипники, тяжело крутится коленвал.

Джаккен
Известный член

FORD 302 ГЛАВНЫЙ И ШТОК ДАННЫЕ
Стандартные допуски для Ford
221/255/260/289/302 со стандартными зазорами и размерами подшипников. Все размеры
указаны в линейных дюймах. Источник: Клевит
РАЗМЕР СЕТЬ СТЕРЖНИ
Стандартный диаметр вала 2.2482-2.2490 2.1228-2.1236
Вертикальный масляный зазор 907:20

 0,0005-0,0029 0,0007-0,0033
Максимальная толщина стенки подшипника 0,0960 0,0576
Отверстие корпуса (без подшипника) 2.4412-2.4420 2.2390-2.2398
Отверстие корпуса (с подшипником) 2.3452-2.3460 2.1814-2.1822