Как определить износ вкладышей

Проверка состояния вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала

Проверка состояния вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала

Типичные примеры износа вкладышей подшипников коленчатого вала

А — Поцарапаны инородными частицами — видны крупицы, погрузившиеся в рабочий слой вкладыша
В — Недостаток масла — верхний слой стерт
С — Вкладыши неправильно расположены при установке — имеются блестящие (отполированные) участки
D — Шейка сведена на конус — верхний слой снят со всей поверхности
Е — Износ края вкладыша
F — Неисправность “усталости” — образовались кратеры или карманы

Несмотря на обязательность замены вкладышей коренных и шатунных подшипников в процессе выполнения капитального ремонта двигателя, состояние старых вкладышей необходимо подвергнуть внимательному изучению, так как по нему можно почерпнуть много полезной информации об общем состоянии двигателя. Вкладыши подшипников градуируются по толщине и принадлежность их тому или иному размерному классу определяется по цветовой маркировке.

Выход подшипников из строя может происходить в результате недостатка смазки, попадания грязи или посторонних частиц, перегрузок двигателя, развития коррозии и прочих неблагоприятных воздействий. Примеры наиболее характерных дефектов вкладышей подшипников скольжения приведены на иллюстрации Типичные примеры износа вкладышей подшипников коленчатого вала. Вне зависимости от природы дефекта, причина его возникновения должна быть выявлена и устранена до начала сборки двигателя во избежание рецидивов.

Для осмотра извлеките вкладыши из своих постелей в блоке цилиндров/картере двигателя, коренных и шатунных крышках и нижних головках шатунов. Разложите снятые вкладыши на чистой ровной рабочей поверхности в порядке расположения на двигателе, чтобы можно было соотнести их состояние с состоянием соответствующих шеек коленчатого вала. Старайтесь не прикасаться к рабочим поверхностям вкладышей руками во избежание случайного повреждения мягкого материала.

Грязь и посторонние частицы попадают в двигатель различными путями. Они могут быть оставлены внутри после завершения капитального ремонта, проникнуть через фильтры или систему вентиляции картера. Часто грязь попадает сначала в двигательное масло и уже вместе с ним проникает в подшипники. Не следует забывать, что в процессе нормального износа двигателя неизбежно образуются металлические опилки. Если после выполнения восстановительных работ должное внимание не будет уделено процедуре чистки двигателя, в нем непременно останутся частицы абразива. Вне зависимости от способа проникновения в двигатель, все посторонние частицы рано или поздно оказываются внедренными в мягкую поверхность вкладышей подшипников скольжения и легко распознаются при визуальном осмотре последних. Наиболее крупные частицы обычно не застревают намертво во вкладышах, но оставляют на их рабочих поверхностях и поверхностях соответствующих шеек вала глубокие борозды и задиры. Наилучшей защитой от появления такого рода дефектов является добросовестное отношение к выполнению чистки двигателя после завершения капитального ремонта и установка в ходе сборки только абсолютно чистых компонентов. Также не следует забывать необходимости выполнения регулярной и частой смены двигательного масла.

Масляное голодание также может быть вызвано несколькими причинами, зачастую тесно взаимосвязанными друг с другом. К таковым относятся: перегрев двигателя (ведущий к разжижению масла), перегрузки (в результате которых масло вытесняется из подшипников), утечки масла (связанные с чрезмерной величиной рабочего зазора в подшипниках, износом масляного насоса, или чрезмерным повышением оборотов двигателя), и т.п. Нарушение проходимости маслотоков, чаще всего связанное с небрежностью установки компонентов при сборке, ведущей к рассовмещению масляных отверстий, также вызывает сокращение подачи масла в подшипники и, в конечном итоге, к выходу вкладышей из строя. Характерным признаком масляного голодания является вытирание и вытеснение мягкого рабочего слоя вкладышей из их стальной подложки. Иногда температура повышается до такой степени, что на стальной подложке в результате перегрева образуются фиолетовые пятна.

Следует помнить, что существенное влияние на срок службы подшипников оказывает манера вождения. Повышению нагрузки на двигатель способствуют частое полное открывание дроссельной заслонки, движение на малых оборотах и т.п. В результате происходит вытеснение масляной пленки из рабочего зазора подшипников, что ведет к размягчению вкладышей последних и образованию на их рабочей поверхности мелких трещин (усталостная деформация). В конечном итоге происходит отслоение отдельных фрагментов материала рабочего слоя и вырывание их из подложки.

Манера вождения также в значительной мере сказывается на сроке службы подшипников. Движение с полностью открытой дроссельной заслонкой, движение на пониженной передаче ведут к сильным перегрузкам подшипников и выжиманию из рабочих зазоров масляной пленки. При этом материал вкладышей размягчается, а рабочий слой растрескивается. Такого рода видоизменение подшипниковых поверхностей называется усталостной деформацией. В результате со временем рабочий слой начинает фрагментами отделяться от подложки и подшипники приходят в негодность.

Эксплуатация автомобиля в городском цикле зачастую связана с совершением множества коротких поездок, что ведет к развитию коррозии подшипников, так как недостаточный прогрев двигателя способствует выпадению внутри него конденсата и образованию едких газов. Агрессивные продукты скапливаются в двигательном масле, образуя шлам и кислоту, а так как масло непрерывно поступает в подшипники, в конечном итоге, воздействуют на материал вкладышей последних, вызывая его окисление и разрушение.

Неправильная установка вкладышей при сборке двигателя также ведет к быстрому их разрушению. При слишком плотной посадке недопустимо сокращается величина рабочего зазора, что является причиной масляного голодания подшипников. Попадание между спинками вкладышей и постелями подшипников посторонних частиц ведет к образованию участков возвышения рабочей поверхности и разрушению последней в процессе нормальной работы двигателя.

Как уже упоминалось выше в этом разделе, замена вкладышей при капитальном ремонте двигателя должна производиться в обязательном порядке, вне зависимости от их состояния (см. Установка коленчатого вала и проверка рабочих зазоров коренных подшипников) — попытка проигнорировать данное требование способна привести лишь к кажущейся экономии.

Зил -130

Зил самосвал

Износ вкладышей коренных шатунных

Износ вкладышей подшипников двигателя и замена их.

Износ вкладышей приводит к снижению давления масла в системе смазки двигателя. Это мы можем заметить при показаниях прибора давления масла в двигателе. При износе вкладышей шатунных или коренных, их необходимо заменить на новые, так как это может привести к значительному износу колен вала.

Если колен вал поврежден от износа, то его необходимо снять и отдать на шлифовку на станке. Самые распространенные причины износа вкладышей это попадание металлической стружки, грязи, мусора, обычное старение вкладыша, плохое смазывание маслом в системе и т.д.

Вкладыши не подлежат восстановлению их просто меняют на новые. Заменить вкладыши вы можете сами, если у вас есть опыт ремонта двигателя и нужный для этого инструмент.

Вкладыши – это подшипники скольжения, их два типа, коренные и шатунные. Они выдерживают сильные нагрузки при работе двигателя. Вкладыши состоят из сплавов алюминия с оловом.

износ вкладышей

Вкладыш состоит

Стальное основание дает вкладышу жесткость и плотную посадку его в постели, держит форму при высоких температурах.

Промежуточный слой состоит из свинцовой бронзы, предназначен для подложки антифрикционного покрытия, а также служит для предотвращения задирав рабочего покрытия вкладыша.

Никелевый подслой ложится сверху промежуточного слоя. Его толщина 1-2 микрона. Никелевый подслой обладает антикоррозийными функциями, чтобы вкладыш не ржавел.

Антифрикционное покрытие – это рабочая поверхность вкладыша, где происходит трение поверхностей колен вала и вкладышей. Это покрытие имеет низкий коэффициент трения. Его изготавливают из свинцового сплава.

вкладыш состав

Определение износа вкладышей

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

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

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

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

Признаки износа вкладышей

Попадание инородных тел. Инородные тела могут попасть в двигатель в большинстве случаев, когда мы его ремонтируем, и мы не видим, когда случайно что-нибудь попадет в картер двигателя. Это обычно попадает грязь, песок, мусор. Грязь быстро распространиться по двигателю и нанесет большой урон ему. Частицы песка будут царапать во всех трущихся местах двигателя, и двигатель может быстро выйти из строя.

Методы устранения.

При попадании грязи на поверхности вкладыша есть образование царапин, задирав, необходимо слить масло и поменять его. Проверить фильтра масленые и воздушные на целостность. Промыть двигатель промывочной жидкостью, чтобы удалить все частицы грязи.

Коррозионное стирание

На обратной поверхности вкладыша идет коррозионное стирание. В данном случае причин может быть несколько.

1 При ремонте двигателя были слабо затянуты крепежные болты

2 Двигатель часто работал на высоких оборотах

3 Инородные тела находятся на поверхности опоры вкладышей

4 Установлены вкладыши не того размера

коррозионное стирание

Методы устранения причин неполадок также разнообразны

1 Болты затягивать манометрическим ключом согласно нужному усилию

2 Постарайтесь поберечь двигатель и не выжимать с него последние соки на больших оборотах.

3 Всегда контролировать чистоту сборки вкладышей.

4 Вкладыши используйте соответствующего размера.

Усталость металла

Признаки. При усталости металла будет хорошо видно на вкладыше отслоение частиц металла в середине вкладыша где происходит максимальная нагрузка. При долгой эксплуатации будет происходить тоже самое.

усталость металла

Причины их несколько.

1 Неравномерная нагрузка на вкладыши при работе двигателя.

2 Вкладыши не соответствуют требованиям завода изготовителя (брак).

3 Троит двигатель, неравномерная его работа.

4 Вибрация двигателя.

Метод устранения

1 Проверить визуальное состояние вкладышей.

2 Проверить колен вал, снять размеры , заменить вкладыши.

3 Устранить причины неравномерной работы двигателя.

4 Замерить компрессию в цилиндрах двигателя.

СМОТРИТЕ ВИДЕО

Как определить износ вкладышей

Несмотря на то, что автомобильные двигатели ломаются, на первый взгляд, всегда неожиданно, на самом деле это не так. Прежде чем произойдет видимый отказ, они долго «болеют». Так, например, в процессе работы трущиеся детали кривошипно-шатунного механизма изнашиваются. Между ними могут возникнуть чрезмерно большие зазоры. Тогда в соединениях коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, в сопряжениях пальца с поршнем и шатуном появятся ударные нагрузки, сопровождаемые стуками. Они могут привести к разрушению деталей. Износ цилиндров, колец и поршней приводит к уменьшению компрессии, потере мощности и снижению экономичности двигателя. Подвергаясь большим нагрузкам, крепежные детали могут вытягиваться, их резьба — сминаться. На поверхности камеры сгорания, на днище поршня и на клапанах могут появиться отложения нагара, что приводит к самовоспламенению смеси и перебоям в работе двигателя. Все эти неисправности можно предупредить, если своевременно проверять работу двигателя и устранять возникающие неполадки. Для обнаружения стуков и причин, их вызывающих, необходимо двигатель, прогретый до 80-85 о C, прослушать с помощью фонендоскопа, состоящего из стержня с мембраной и двух трубок со слуховыми наконечниками. Прикасаясь стержнем к различным точкам двигателя, определяют его неисправность по характеру стука или шума. Так, сильный глухой стук низкого тона в нижней части блока, который хорошо прослушивается при резком изменении числа оборотов коленчатого вала, указывает на недопустимое увеличение зазора в коренных подшипниках. Стук в зонах, соответствующих верхнему и нижнему положению поршневых пальцев, указывает на увеличение зазора в шатунных подшипниках. Резкий металлический стук поршневого кольца, прослушиваемый в верхней половине цилиндра и исчезающий при выключении зажигания в данном цилиндре, указывает на увеличение зазоров между пальцами и втулками головок шатунов или отверстиями в поршнях. Опытные автомеханики умеют, как хорошие врачи, по звукам, запахам и другим косвенным симптомам определить «заболевший» механизм, и предупреждают аварийные ситуации. Не претендуя на полноту изложения, попытаемся как-то систематизировать разрозненные сведения, полученные от автомехаников и из специальной литературы, предупредив заранее читателей, что не у всех двигателей признаки неисправностей будут точно соответствовать нашим описаниям. Итак, передняя часть автомобильного двигателя — это та часть, где расположены приводные ремни. Как раз эта часть двигателя и является чаще всего источником непредвиденных сигналов, прежде всего звуковых. Так, например, свист или жужжание предупреждают о неисправности генератора, водяного насоса или привода распредвала. В случае, если свист и жужжание переходят в визг, его причинами могут быть проскальзывание ремня генератора, отсутствие смазки в подшипниках генератора и даже их заклинивание, замерзание или заклинивание водяного насоса. Стуки в передней части двигателя могут быть вызваны следующими причинами: — износом деталей привода распредвала; — ослаблением крепления вентилятора, его шкива или его кожуха, а также крышки ремня ГРМ; — ослаблением затяжки болтов крепления генератора; — износом подшипников генератора; — ослаблением крепления шкивов генератора, вентилятора или даже коленчатого вала; — износом подшипников водяного насоса. Легкое периодическое постукивание в двигателе, если оно усиливается на поворотах, может указывать на низкий уровень масла или на ослабление креплений самого двигателя либо его деталей: приемной трубы выхлопной системы или корпуса воздушного фильтра. Если при наборе двигателем оборотов постукивание усиливается, его возможными причинами могут быть: увеличенные зазоры клапанов, изношенные коромысла или погнутые штанги толкателей клапанов, изношенные толкатели или изношенный распредвал, неисправный клапан или его пружина (при этом двигатель может троить). Сильный стук на холостых и рабочих оборотах (иногда сопровождается миганием лампочки давления масла) может сигнализировать об износе вкладышей нижней головки шатуна или коренных вкладышей. Грохот в двигателе, работающем под нагрузкой, может являться следствием износа коренных подшипников. Если лязг металла слышно при переключении скоростей, его источником может быть разболтанный маховик. Грохот может также говорить о разбитом посадочном отверстии шкива или изношенной шпоночной канавке. Детонация (металлические стуки в двигателе) при движении на подъем или с ускорением — это процесс неуправляемого (взрывного) сгорания топливо-воздушной смеси в бензиновых двигателях, причинами которого могут быть: неправильная регулировка угла опережения зажигания, низкооктановый бензин, свечи не того типа, выход из строя вакуум-корректора прерывателя-распределителя. Если устранение этих причин не прекращает детонации, двигатель необходимо отдавать в ремонт. Детонацию не следует путать с хлопками поршней при запуске холодного двигателя. Такие хлопки не опасны, однако если они слышны при ускорении с хорошо прогретым двигателем, это указывает на увеличение зазора между поршнями и цилиндрами. В этом случае двигатель подлежит ремонту. При запуске холодного двигателя стук и даже грохот могут быть вызваны тем, что давление масла растет слишком медленно. Это происходит либо из-за низкого уровня масла, либо из-за износа масляного насоса, либо из-за износа коренных вкладышей или выхода из строя предохранительного клапана. Аналогичные симптомы можно наблюдать, если в двигатель залить не то масло, которое ему нужно, или неправильно подобрать масляные фильтры. Часто в салоне автомобиля можно услышать посторонние запахи, которые также могут предупреждать о неисправности автомобиля. Так, например, запах кислоты может указывать на ее подтекание из треснувшего или переполненного аккумулятора, а запах паленой тряпки, скорее всего, подсказывает водителю, что он не отпустил ручной тормоз или замешкался с педалью сцепления. Могут также слегка подклинивать тормоза. Наиболее частый случай — в салоне пахнет бензином. В этом могут быть виноваты: переполненный бензобак или утерянная крышка от него; течь в бензобаке, бензонасосе, бензопроводе и т.д.; подтекание бензина через дренажное отверстие бензобака; выход из строя игольчатого клапана карбюратора. Запах масла может сопровождать пассажиров и водителя автомобиля в тех случаях, когда утеряна крышка маслозаливной горловины или пробита прокладка клапанной крышки. Может быть забита система вентиляции картера. Чаще всего запах масла говорит о том, что двигатель сильно изношен, поэтому дымит. Кстати, в таком случае водитель должен заметить повышенный расход масла на угар. Особое внимание водителей хочется обратить на сигнальную лампочку давления масла. Если она долго не гаснет, следует проверить, то ли масло и в том ли количестве залито в двигатель. Полезно также проверить исправность датчика давления масла на двигателе. Если все проверенное в порядке, лампочка не замкнута на массу, следует проверить масляный насос, а затем и коренные вкладыши. Если лампочка давления масла на поворотах «подмигивает» — это следствие либо низкого уровня масла, либо периодического замыкания провода датчика давления на массу. Очень противный визг, тон которого повышается вместе с оборотами двигателя, свидетельствует о весьма неприятных явлениях: выходе из строя подшипников водяного насоса или подшипников генератора, впускной коллектор или карбюратор подсасывают воздух. Может быть и такое, что шестерня стартера не вышла из зацепления с зубчатым венцом маховика. Подсос воздуха между карбюратором и впускным коллектором сопровождается свистом. Место неисправности может быть обнаружено при помощи мыльного раствора, который кистью наносится на подозрительную зону. Свист в районе карбюратора может также появляться в случаях повреждения или неплотной посадки шланга вакуумного усилителя тормозов (если он есть), шланга вакуум-корректора зажигания, неправильной установки воздушного фильтра, а также износа оси дроссельной заслонки. «Просечка» выхлопных газов, особенно слышная при ускорении, является следствием пробоя выхлопной системы (приемной трубы, прокладки выпускного коллектора и т.д.). Иногда все намного проще, и после подтяжки крепления приемной трубы нормальная работа двигателя восстанавливается. Перебои в подаче топлива, приводящие иногда к остановке двигателя, могут быть следствием неисправности пробки впускного клапана топливного бака, снижения давления и производительности топливного насоса, попадания в бензин воды и ее замерзания в трубопроводах. Поскольку топливный насос является сложным агрегатом, его лучше проверять непосредственно на двигателе. Для этого отсоединяют трубку от карбюратора и проворачивают коленчатый вал или действуют рычагом ручной подкачки. Из трубки должна выбрасываться полная струя топлива.

Материал подготовил В. Ярошенко,
АвтоЦентр

Руководство по замене вкладышей и устранению повреждений вкладышей

Pедакція , 1 Березня 2017, 2:19

Вкладышам (подшипникам скольжения) свойственно изнашиваться. После определенного срока эксплуатации антифрикционный слой на них вырабатывается, тогда их следует заменить новыми вкладышами. Обычный срок службы вкладышей в двигателях легковых автомобилей составляет примерно 200 000 — 300 000 км пробега, а в современных грузовых моторах — до 1 000 000 км.

Выбор вкладышей (подшипников скольжения)

Выбор необходимых вкладышей для ремонта мотора необходимо производить с помощью каталогов вкладышей Federal-Mogul. После определения типа мотора, в каталоге можно найти номера деталей соответствующих шатунных и коренных вкладышей, а также упорных полуколец и втулок. Помимо данных о вкладышах, в каталоге также имеются все необходимые сведения о размерах постелей коленчатого вала в блоке, нижних головок шатунов, коренных и шатунных шеек, а также о монтажных зазорах. Формы поставки Вкладыши (подшипники скольжения) для ремонта моторов поставляются в виде готовых комплектов коренных и шатунных вкладышей со стандартными размерами (STD) или увеличенной толщины, для шлифованных шеек коленчатого вала. Как правило, существуют следующие ремонтные увеличения: 0,25 мм, 0,50 мм и 0,75 мм. Для некоторых типов моторов, в программе выпуска, существуют также вкладыши с размером ниже номинального — до 1,5 мм. Вкладыши с внутренними размерами ниже рекомендованных производителем мотора границ не выпускаются. Вкладыши с увеличением по наружному диаметру не выпускаются. Упорные полукольца коленчатого вала не включаются в комплекты коренных вкладышей и поставляются отдельно. Вкладышам (подшипникам скольжения) свойственно изнашиваться. После определенного срока эксплуатации антифрикционный слой на них вырабатывается, тогда их следует заменить новыми вкладышами. Обычный срок службы вкладышей в двигателях легковых автомобилей составляет примерно 200 000 — 300 000 км пробега, а в современных грузовых моторах — до 1 000 000 км. заменa вкладышей и устранения повреждений вкладышей

Обслуживание и хранение

Вкладыши (подшипники скольжения) — очень хрупкие детали. Упаковка предохраняет их от механических повреждений и коррозии во время транспортировки и хранения. Повреждения вкладышей при неумелом обращении или неправильном хранении могут привести к преждевременному износу или, даже, к поломке мотора. Вкладыши должны храниться строго в оригинальной неповрежденной упаковке. Они должны быть защищены от ударов, сильных перепадов температур и попадания влаги. Упаковку следует открывать аккуратно, без помощи острых предметов. Следует избегать падения деталей на твердую поверхность. После вскрытия упаковки следует поместить вкладыши на чистую поверхность и осмотреть на предмет повреждений. Вкладыши с различными повреждениями, в том числе с царапинами на рабочей поверхности использовать нельзя!

Несмотря на тщательный контроль со стороны производителя в комплектах могут встречаться бракованные детали или пересортица. Рекомендуется сравнить номера и обозначения ремонтного увеличения на деталях с обозначениями в каталогах.

Описание процесса ремонта

Износ вкладышей (подшипников скольжения) до истечения предусмотренного срока службы, как правило, зависит не от самого вкладыша, а зачастую является следствием различных неполадок в моторе. Причину появления неполадок следует выяснить и устранить до капремонта мотора, чтобы не допустить повторения поломки. Причинами повреждений могут быть неисправности системы смазки, или же они могут быть вызваны разжижением или загрязнением масла, поломкой деталей механизма газораспределения или нерегулярным обслуживанием мотора или отсутствием такого обслуживания. Разборка двигателя Во время разборки маркируйте снятые детали, в соответствии с теми позициями, в которых они находились, а также отмечайте положение поврежденных вкладышей. Это облегчит последующий процесс сборки и выяснение причин поломки. Маркировка на крышках вкладышей (подшипников скольжения) особенно важна, так как при сборке они должны быть установлены четко на свое место и ни в коем случае не должны быть перевернуты!

Перед монтажом в мотор следует тщательным образом измерить толщину каждого вкладыша с помощью специального микрометра.

Более подробную информацию и наглядные примеры читайте в буклете:

Ваз 2109,2108,2107,2106,2105,2104,2103,2102,2101, 2170, Таврия, Шевроле нива

Таврия 1102 (ЗАЗ) » Двигатель » Проверка и замена вкладышей коренных и шатунных подшипников

При решении вопроса о необходимости замены вкладышей подшипников сле­дует иметь в виду, что диаметральный износ вкладышей и шеек коленчатого вала не всегда служит определяющим критерием.

В процессе работы двигателя в анти­фрикционный слой вкладышей вкрапливается значительное количество твер­дых частиц (продуктов износа деталей, абразивных частиц, засасываемых в цилиндры двигателя с воздухом и т. п.). Поэтому такие вкладыши, имея часто незначительный диаметральный износ, способны вызвать в дальнейшем уско­ренный и усиленный износ шеек колен­чатого вала. Следует также учитывать, что шатунные подшипники работают в более тяжелых условиях, чем коренные. Интенсивность их износа несколько пре­вышает интенсивность износа коренных подшипников. Таким образом, к реше­нию вопроса о замене вкладышей необ­ходим дифференцированный подход в отношении коренных и шатунных под­шипников.

Во всех случаях удовлетворитель­ного состояния поверхности вкладышей коренных подшипников критерием необходимости их замены служит вели­чина диаметрального зазора в подшип­нике. При оценке состояния вкладышей осмотром следует иметь в виду, что поверхность антифрикционного слоя считается удовлетворительной, если на ней нет задиров, выкрашиваний анти­фрикционного сплава и вдавленных в сплав инородных материалов.

Для замены изношенных или повреж­денных вкладышей в запасные части поставляются вкладыши коренных и шатунных подшипников номинального и трех ремонтных размеров комплектно, в количестве, необходимом на один двигатель.

Вкладыши ремонтных размеров отличаются от вкладышей номинального размера уменьшенным на 0,125; 0,25, 0,5 мм внутренним диаметром. Наруж­ный диаметр всех вкладышей одинаков. Коренные подшипники и вкладыши шатунов ремонтных размеров устанав­ливаются только после перешлифовки коленчатого вала. Коренные — подшип­ники рекомендуется менять все одновре­менно, чтобы избежать повышенного прогиба коленчатого вала. При замене коренных подшипников необходимо проследить за правильной установкой вкладышей, совпадением отверстий для подвода смазки и др.

После замены вкладышей как с одно­временной перешлифовкой шеек колен­чатого вала, так и без нее следует обяза­тельно проверить диаметральный зазор в каждом подшипнике. Это позволит проверить правильность выбора вклады­шей и подшипников.

Проверить диаметральный зазор в подшипнике можно измерением шейки коленчатого вала, вкладышей (в паре) данного подшипника и подшипников с последующими несложными расчетами.

Диаметр коренных подшипников и подшипников нижней головки шатуна измеряют при вложенных вкладышах и затянутых с необходимым усилием болтов.

Примечание. Для замера внут­реннего диаметра нижней головки шатуна с вкладышами его необходимо собрать на оправке диаметром мм.

Диаметральные зазоры между шей­ками коленчатого вала и подшипниками должны находиться в пределах 0,040…0,089 мм для коренных подшипни­ков и 0,030…0,076 мм для шатунных.

Тонкостенные вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены с высокой точностью. Требуемая величина диаметрального зазора в подшипнике обеспечивается только надлежащими диаметрами шеек коленчатого вала. Поэтому вкладыши при ремонте двигателя меняют без каких-либо подгоночных операций и только попарно. Замена одного вклады­ша из пары не допускается. Из сказанного также следует,, что для получения тре­буемого диаметрального зазора в под­шипнике запрещается спиливать или пришабривать стыки вкладышей или крышек подшипников, а также устанав­ливать прокладки между вкладышем и его посадочным местом.

Невыполнение этих указаний приво­дит к нарушению правильности геомет­рической формы подшипников, ухудшению теплоотвода от них и ускорен­ному отказу вкладышей в работе.

Вкладыши коленвала: борьба с трением и надежная опора коленчатого вала

Во всех двигателях внутреннего сгорания коленчатый вал и шатуны вращаются в специальных подшипниках — вкладышах. О том, что такое вкладыш коленвала, какие функции он выполняет, каких типов бывают вкладыши и как они устроены, а также о правильном подборе новых вкладышей для ремонта — читайте в статье.

Что такое вкладыши коленвала?

Вкладыш коленчатого вала — деталь кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания, подшипник скольжения, снижающий потери на трение и заклинивание деталей в местах контакта коленчатого вала с постелью блока двигателя и коленчатого вала с шатунами поршней. Применение подшипников скольжения обусловлено сложными условиями и высокими нагрузками, при которых подшипники качения (шариковые или роликовые) работали бы неэффективно и имели бы малый ресурс. Сегодня на большинстве силовых агрегатов используются вкладыши, и только на некоторых маломощных одно- и двухцилиндровых моторах в качестве опор коленвала находят применение подшипники качения.

На вкладыши коленвала возложено несколько основных функций:

• Снижение сил трения в месте контакта коленчатого вала, опор блока цилиндра и шатунов;
• Передача сил и моментов, возникающих в процессе работы двигателя — от шатунов на коленвал, от коленвала на блок двигателя и т.д.;
• Правильное распределение масла (образование масляной пленки) по поверхностям трущихся деталей;
• Правильная центровка и позиционирование деталей друг относительно друга.

Вкладыши коленвала играют важную роль в работе силового агрегата, но при этом они довольно просты в конструктивном плане.

Типы и характеристики вкладышей коленчатых валов

Подшипники скольжения коленвала делятся на типы по месту установки, назначению и ремонтным размерам.

По месту установки вкладыши бывают двух типов:

Коренные подшипники скольжения устанавливаются в постели коленвала в блоке двигателя и охватывают коренные шейки коленвала, обеспечивая его свободное вращение. Шатунные подшипники скольжения устанавливаются в нижней головке шатуна и охватывают шатунную шейку коленчатого вала.

Также вкладыши делятся на две группы по назначению:

• Обычные — обеспечивают только снижение сил трения в местах контакта деталей;
• Фиксирующие коренные — дополнительно обеспечивают фиксацию коленчатого вала в постели, предотвращая его осевые смещения.

Обычные подшипники скольжения представляют собой плоские тонкостенные полукольца. Фиксирующие подшипники могут выполняться в виде упорных полуколец (которые используются в комплекте с плоским вкладышем) и вкладышей с буртами; полукольца устанавливаются в торце двигателя, буртовые вкладыши монтируются на одной или двух опорах постели коленчатого вала.

Вкладыши коленвала в процессе эксплуатации изнашиваются и подлежат замене, износу подвержены и шейки коленчатого вала, что приводит к увеличению зазора между трущимися деталями. Если установить новые вкладыши той же толщины, что и старые, то зазор останется слишком большим, что чревато возникновением стука и еще более интенсивным износом. Чтобы избежать этого, используются вкладыши так называемых ремонтных размеров — несколько увеличенной толщины, компенсирующей износ шеек коленвала. Новые вкладыши имеют размер 0,00, ремонтные вкладыши выпускаются с увеличением толщины на 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 мм, такие вкладыши обозначаются соответственно +0,25, +0,5 и т.д.

Конструкция вкладышей коленвала

Подшипник скольжения коленчатого вала — составной, содержит два металлических плоских полукольца, полностью охватывающих шейку коленвала (сверху и снизу). В этой детали выполняется несколько элементов:

• Отверстия (одно или два) для пропуска масла в масляные каналы в коленчатом валу и шатуне;
• Замки в виде шипов или пазов под штифты для фиксации подшипника в опоре постели коленвала или в нижней головке шатуна;
• Продольная канавка для подачи масла в отверстие (выполняется только на вкладыше, расположенном со стороны канала — это нижний коренной вкладыш и верхний шатунный вкладыш);
• В буртовых упорных вкладышах — боковые стенки (бурты) для фиксации подшипника и ограничения осевого перемещения коленчатого вала.

Вкладыш — это многослойная конструкция, основу которой составляет стальная пластина с нанесенным на ее рабочую поверхность антифрикционным покрытием. Именно данное покрытие обеспечивает снижение трения и длительный срок службы подшипника, оно изготавливается из мягких материалов и, в свою очередь, также может быть многослойным. Покрытие вкладыша за счет меньшей мягкости поглощает микроскопические частицы износа коленвала, предотвращает заклинивание деталей, образование задиров и т.д.

По конструкции вкладыши коленчатого вала делятся на две основные группы:

Наиболее просто устроены биметаллические подшипники. Их основу составляет стальная полоса толщиной 0,9-4 мм (в зависимости от типа и назначения детали, коренные подшипники — толще, шатунные — тоньше), на которую нанесен антифрикционный слой толщиной 0,25-0,4 мм. Данный слой изготавливается из медно-свинцово-оловянного (бронзового), медно-алюминиевого, медно-алюминиево-оловянного, алюминиево-кремниево-свинцового, алюминиево-кремниево-свинцово-оловянного или иных мягких сплавов с содержанием алюминия и меди до 75%, и олова (которое выступает в роли твердого смазочного материала) до 25%, также могут содержать небольшое количество никеля, кадмия, цинка и других металлов.

Триметаллические вкладыши помимо основного антифрикционного покрытия имеют покровный слой толщиной 0,012-0,025 мм (12-25 мкм), обеспечивающий защитные свойства (борется с коррозией и чрезмерным износом основного слоя) и улучшающие антифрикционные качества подшипника. Данное покрытие изготавливается из свинцово-оловянно-медного сплава с содержанием свинца 92-100%, олова до 12% и меди не более 3%.

Также в подшипниках скольжения могут присутствовать дополнительные слои:

• Верхний защитный слой из олова — чисто оловянное покрытие толщиной всего 0,5-1 мкм, обеспечивающее защиту от коррозии, жира и загрязнения во время транспортировки, установки и приработки вкладыша;
• Нижний защитный слой из олова — такой же слой, нанесенный с наружной стороны вкладыша (обращенной к опорам коленвала или внутренней части головки шатуна);
• Никелевый подслой (никелевый барьер, прокладка) — тонкий, не более 1-2 мкм слой никеля между основным антифрикционным покрытием и покровным слоем. Данный слой предотвращает диффузию атомов олова из покровного слоя в основной, что обеспечивает постоянство химического состава основного антифрикционного покрытия. При отсутствии никелевого барьера в основном покрытии может увеличиваться концентрация олова, что приводит к негативным изменениям характеристик подшипника.

Рассмотренная структура подшипников скольжения не является стандартом, многие производители предлагают свои уникальные схемы и конструкции. Например, основной антифрикционный сплав может наноситься на стальную основу не непосредственно, а через дополнительный подслой из алюминиевого или медного сплава, покровный слой может иметь разнообразный состав, в том числе без содержания свинца, и т.д.

Вопросы выбора и замены вкладышей коленвала

При подборе подшипников скольжения необходимо отталкиваться от модели двигателя, износа сопряженных деталей и наличия ремонтных вкладышей. Как правило, вкладыши изготавливаются для одного модельного ряда или даже одной модели двигателя, поэтому заменить их деталями от другого мотора нельзя (за редким исключением). Также нельзя использовать вкладыши без учета износа шеек коленвала, в противном случае ремонт обернется еще большими проблемами.

Перед выбором ремонтного размера подшипников нужно определить износ шеек коленвала и других сопряженных деталей (постели, головки шатуна, хотя они меньше подвержены износу). Обычно износ шеек происходит неравномерно, какие-то из них изнашиваются более интенсивно, какие-то — менее, однако для ремонта покупается комплект одинаковых вкладышей, поэтому все шейки должны стачиваться до одного размера. Выбор величины, до которой будут стачиваться шейки коленвала, зависит от наличия подшипников тех или иных ремонтных размеров, подходящих для данного конкретного двигателя. Для моторов с небольшим пробегом выбираются ремонтные размеры +0,25 или +0,5, для моторов со значительным пробегом может потребоваться стачивание до ремонтного размера +1,0, в старых моторах и того больше — вплоть до +1,5. Поэтому для новых двигателей обычно выпускаются вкладыши трех-четырех ремонтных размеров (до +0,75 или +1,0), а для старых можно найти вкладыши вплоть до +1,5.

Ремонтный размер вкладышей коленвала должен быть таким, чтобы при сборке двигателя между шейкой коленвала и поверхностью подшипника оставался зазор в пределах 0,03-0,07 мм. При меньшем зазоре высок риск заклинивания, при большем — повышается биение коленвала, увеличивается интенсивность износа деталей и общая шумность силового агрегата.

При правильном выборе подшипников скольжения для коленчатого вала двигатель даже при большом пробеге будет работать качественно и эффективно на различных режимах.