Вкладыши на коленвал

Причины замены шатунных и коренных вкладышей ДВС вилочного погрузчика

Основных причин, по которым владельцы вилочных погрузчиков должны заменить вкладыши, несколько.

Первая причина-естественный износ трущихся поверхностей, этот процесс неизбежен, так как коленчатый вал работает в условиях высоких температур при постоянных нагрузках.

Специальное покрытие изнашивается, что приводит к неправильной работе коленвала и ДВС.

Вторая причина-это проворачивание вкладышей, к этому приводит излишне густое масло с частичками металла, которое оказывает абразивное действие на поверхность вкладыша.

Часто, одной из причин, особенно у бывших в ремонте двигателей, является недостаточный натяг. Это следствие неправильного подбора и установки вкладыша неквалифицированными механиками. В процессе работы коленвала происходит проворот вкладыша, остановка мотора-финансовые потери владельца погрузчика в этом случае неизбежны.

Как правильно подобрать и установить вкладыш

Какой бы не была причина замены вкладыша, даже если повреждена только шейка, шлифовать и подгонять нужно полностью весь коленвал.

Определение износов коленчатого вала

Рамовые и кривошипные шейки коленчатых валов валов изнашиваются неравномерно. В результате износа шейки приобретают эллиптическую и конусную форму. Поэтому, для установления характера износа замеры шеек необходимо производить в двух диаметрально противоположных положениях и по длине шейки в трех положениях. Замеры по диаметрам дают возможность установить эллиптичность, а замеры по длине шейки конусность. Замеры производятся микрометрической скобой, начиная с кормовой шейки вала (см. рис 1.16). Кривошипные шейки обмеряют при положении кривошипа в верхней мертвой точке. Обмеры, производимые в крайних сечениях каждой шейки делаются на расстоянии 10 — 80 мм от галтели.

Эллиптичность каждой шейки определяется как разность между максимальным и минимальным диаметрами шейки, т. е. разность между замерами (а, в, с) и (x, y, z) . В графу таблицы вносится наибольшая эллиптичность на трех замеров. Конусность определяется как разность между двумя крайними размерами шейки, т. е. между «а» и «с» и между «x» и «z». В графу вносится наибольшая конусность на двух замеров.

шеек

Диаметр по сечениям мм

эллиптичность

конусность

В вертикальной плоскости

В горизонтальной плоскости

а

в

с

мм

мм

229,80

229,90

229,90

229,95

229,95

229,85

0,15

0,10

229,93

229,92

229,86

229,80

229,86

229,90

0,13

0,10

229,82

229,90

229,91

229,94

229,88

229,85

0,12

0,09

229,80

229,88

229,90

229,85

229,86

229,95

0,05

0,10

Эллиптичность определяют как разность диаметров в одном сечении: Э = Dmax — Dmin = a — x; в — y; c — z.

Конусообразность — как разность диаметров в одной плоскости: K = = Dmax — Dmin = a — c; x — z.

Определение просадки и упругого прогиба коленчатого вала

коленчатый вал дефект износ

Упругий прогиб вала. При рассмотрении погнутости вала мы имели дело с прогибом вала, получавшимся в результате остаточной деформации. Однако при неправильной пригонке или неодинаковом износе рабочей поверхности нижних вкладышей рамовых подшипников вал может подвергаться во время работы упругим беспрерывным изгибам то в одну, то в другую сторону, приобретая по окончании действия изгибающих усилий свою первоначальную форму, зависящую только от статического действия сил. Длительное повторение упругих деформаций прогиба приводит к появлению усталости металла и в результате — к возникновению и развитию усталостных трещин, которые могут вызвать, в конце концов, поломку вала.

Из сказанного следует, что при наличии подобного изгиба оси вала усталость металла проявиться, скорее всего, у высокооборотных двигателей, так как у них произойдет за единицу времени большее количество изгибов вала. Поэтому при ремонте высокооборотных двигателей предъявляются особенно жесткие требования в отношении укладки коленчатого вала.

У большинства двигателей можно проверить ось коленчатого вала, т.е. определить наличие возможного упругого прогиба его в процессе эксплуатации судна. В этом случае задача сводится к определению положения рамовых подшипников коленчатого вала, т.е. к определению просадок рамовых подшипников. Тем самым учитывается, что одна только проверка прилегания вала к рамовым подшипникам не дает еще основания считать, что вал равномерно нагружает все подшипники. Он, находясь даже под статическим действием одних сил собственного веса, может прогибаться так, что не будет касаться всех рамовых подшипников. Поэтому правильнее считать, что упругий прогиб коленчатого вала определяется величиной просадок его рамовых подшипников и шеек и тем самым, будет зависеть от износа последних.

При нормальных условиях работы двигателя неравномерность износа (просадки) отдельных рамовых подшипников вызывается разной по величине рабочей нагрузкой, приходящейся на них. Например, крайний (носовой) подшипник испытывает нагрузку лишь от работы одного цилиндра, тогда как на второй подшипник действует нагрузка от двух смежных цилиндров, что ведет к более интенсивному его износу.

К сказанному можно еще добавить, что при проверке зазоров в рамовых подшипниках можно узнать только величину зазора между верхним вкладышем и валом, но не то, какая доля этого зазора приходится на износ нижнего вкладыша, приводящего именно к проседанию вала.

Единственным критерием величины упругого прогиба вала принято считать просадку его на рамовых подшипниках, точнее, величину просадок этих подшипников (рамовых шеек) вала.

Таким образом, в процессе эксплуатации и ремонта производится определение просадки вала путем проверки положения рамовых шеек контрольными скобами и определение расхождения щек коленчатого вала снятием раскепов.

Проверка просадки вала контрольной скобой состоит в следующем.

Рис.2.2 Проверка положения рамовой шейки просадочной скобой

Скобу устанавливают над рамовой шейкой у замков крышки подшипника (рис.2.2). Замеряя расстояние а между язычком скобы и шейкой вала и сравнивая этот размер с размером, полученным ранее, определяют величину просадки оси коленчатого вала в вертикальной плоскости. Замеряя расстояние б, проверяют возможное отклонение оси вала в горизонтальной плоскости, т.е. с борта на борт. Число таких замеров должно быть не менее двух на всей длине каждой рамовой шейки.

Обычно двигатель имеет для рамовых подшипников контрольные скобы, изготовленные заводом-строителем, на которые набивают цифры замеров, полученные после заводской укладки вала. Замеры, полученные в процессе эксплуатации, сравниваются с заводскими и таким образом определяются изменения в положении коленчатого вала. При ремонте рамовые подшипники не всегда перезаливаются. Поэтому при проверке вала и шабровке подшипников замеры, снятые скобой, не будут равны замерам, указанным на скобе, но должны быть обязательно им пропорциональны.

Выявление упругого изгиба вала по расхождению щек мотыля основано на определении изменения расстояний между щеками мотылей коленчатого вала, т.е. на измерении раскепов.

Рис2.3 Схема измерения раскепов между щеками мотылей коленчатого вала а- раскепы со знаком (+), б- раскепы со знаком (-).

Наличие раскепа (рис.2.3) указывает на прогиб оси вала. Если середина вала будет лежать ниже крайних подшипников, то при верхнем положении шатунной шейки щеки мотыля разойдутся, (рис.2.3,а) и наоборот, если концы вала будут лежать ниже средних подшипников, то щеки разойдутся при нижнем положении мотыля (рис.2.3,б). Следовательно, по расхождению щек можно судить о направлении деформации вала в районе данного мотыля.

Так, если расстояние между щеками мотыля в верхней мертвой точке больше, чем в нижней, то ось вала изгибается выпуклостью вниз. В этом случае раскеп принято считать положительным, и пишется он со знаком плюс (+). Если расстояние между щеками мотыля в нижней мертвой точке больше, чем в верхней, то ось вала изгибается выпуклостью вверх — раскеп отрицательный и имеет знак минус (-). Если раскеп имеет положительный знак, то подшипники данного мотыля должны быть подняты, если отрицательный — опущены. Раскепы измеряют микрометрическим штихмасом (с точностью до 0,01 мм) или индикатором (рис.2.4). Точки, между которыми производится замер, должны находиться посередине оси щек и отстоять от оси вала на расстоянии, равном радиусу шейки. Для того чтобы были видны изменения раскепов при последующих проверках по сравнению с предыдущими, точки, между которыми производятся замеры, должны быть одними и теми же.

Рис. 2.4. Индикатор для измерения раскепов.

Поэтому в документации к проверке записываются положения точек замеров или прилагается эскиз с указанием мест их расположения. Замеры производятся при четырех положениях мотыля 0, 90, 180, 270. Если проверка ведется индикатором, то при проворачивании вала его рекомендуется оставлять на месте.

Во время поворота колен вала при измерении раскепа индикатор удерживается только силой трения, возникающей от давления пружины индикатора. Не следует дотрагиваться до индикатора и поворачивать его во время снятия показаний. Показания индикатора при повернутом вниз циферблате можно прочесть с помощью зеркальца.

Если кривошипно-шатунный механизм двигателя собран, то при замерах раскепа мотыль несколько не доводят до верхней и нижней мертвых точек, т.к. при положении мотыля точно в н. м. т., а затем 90, 195 и 270. Штихмас нужно снимать после каждого замера.

Рис. 2.5. Номограмма раскепов коленчатого вала

Для решения вопроса о допустимости величины измеренного раскепа можно пользоваться номограммой раскепов коленчатых валов (рис.2.5).

Просадка коленчатого вала может быть изображена в виде кривой (рис.2.6). На этой номограмме показано влияние веса движущихся частей на ось коленчатого вала при навешенном механизме движения. Если при снятом механизме движении раскепы коленчатого вала резко изменились, это указывает на не плотность прилегания шеек вала к рамовым подшипникам. При укладке вала следует составлять подобную номограмму и руководствоваться ею при выравнивании оси коленчатого вала во время последующих ремонтов.

Рис.2.6. Номограмма просадки коленчатого вала

Проверка положения вала по раскепам — обязательная операция, т.к. она является главным средством для выявления деформации вала и рамы двигателя.

При определении просадки и упругого прогиба коленчатого вала соблюдать правила техники безопасности, которые необходимо выполнять при разработке и ремонте двигателя.

Пол лаборатории должен быть чистым и сухим.

Гаечные ключи должны быть подобраны по размеру гаек.

Перед началом работы по определению раскепов у валоповоротного механизма двигателя выставляется страхующий курсант, который наблюдает за работой и перед проворачиванием вала дает команду «От двигателя!» «Начинаем проворачивание!». Затем, убедившись что все отошли, разрешает проворачивание.

В судовых условиях обычно раскепы определяют при навешанном движении. При этом мотыль в В.М.Т. приходится смещать приблизительно на 15? по ходу вращения, т.е. замер делают в Н.М.Т. при угле поворота 195?.Соответственно в В.М.Т. мотыль ставят в положение 15? (т.е. он устанавливается в противоположное на 180? положение). Это делается потому, что при навешанном движении произвести замер между щеками мотыля в Н.М.Т. не представляется возможности (мешает шатун).

В судовых условиях вместе с заполнением таблицы должны быть записаны следующие записи:

Температура машинного отделения.

Длина штихмасса и его номер.

Обмер произведен при движении.

Наличие на судне груза.

Осадка судна.

Время года.

Дата.

Дифферент.

Допускаемые значения раскепов

Диаметр вала в мм.

Раскеп в мм.

300 — 500

0,05

150 — 300

0,02-0,04

Допустимые раскепы определяются по номограмме Регистра СССР и составляют 0,00015 мм от хода поршня. Расхождение щек не должно превышать 0,0001 мм от хода поршня. При таком расхождении желательно произвести переукладку вала. Если расхождение щек превышает 0,00025S, то эксплуатацию двигателя нужно признать недопустимой.

Рамовые и кривошипные шейки коленчатых валов валов изнашиваются неравномерно. В результате износа шейки приобретают эллиптическую и конусную форму. Для определения эллиптичности и конусности замеры шеек необходимо производить в двух диаметрально противоположных положениях и по длине шейки в трех положениях. Замеры по диаметрам дают возможность установить эллиптичность, а замеры по длине шейки конусность. Длительное повторение упругих деформаций прогиба приводит к появлению усталости металла и в результате — к возникновению и развитию усталостных трещин, которые могут вызвать, в конце концов, поломку вала. Проверка положения вала по раскепам — обязательная операция, т.к. она является главным средством для выявления деформации вала и рамы двигателя. При определении просадки и упругого прогиба коленчатого вала соблюдать правила техники безопасности, которые необходимо выполнять при разработке и ремонте двигателя.

Раздел 3. Проблемы и пути их решения

Обработка шеек коленчатого вала на судне

В настоящее время имеется несколько хорошо проверенных на практике способов ремонта рамовых шеек путем их опиливания в судовых условиях. Рассмотрим один из этих способов, а именно: опиливание шеек по контрольным рискам. Контрольные риски, необходимые при этом способе, наносят по обоим концам каждой рамовой шейки на расстоянии 5 — 10 мм от галтелей. За базовые поверхности при нанесении контрольных рисок принимают обычно места посадки шестерни привода газораспределения и нерабочие участки противоположного конца вала, имеющие правильную цилиндрическую форму.

По базовым местам изготавливают временные вкладыши ( фальш — подшипники ) и из гнезд фундаментной рамы удаляют вкладыши всех рамовых подшипников. В постели крайних подшипников устанавливают временные вкладыши, на которые опирается вал своими базовыми местами (рис 2.0)

Рис 2.0 Установка коленчатого вала перед нанесением рисок

Для предотвращения прогиба вала применяют промежуточные опоры, которыми служат регулируемые центрирующие кольца ( рис 2.1) Кольца изготавливают из стали. Каждое кольцо состоит из двух частей, скрепляемых болтами 5.

Рис 2.1 Центрирующее кольцо

Половинки колец фиксируются призонными штифтами 2. Наружный диаметр кольца равен диаметру постели рамы с учетом зазора на скользящую посадку, а внутренний диаметр несколько больше диаметра соответствующей рамовой шейки. Для регулирования положения кольца относительно шейки в него ввернуты регулировочные винты 3 и 4.

От проворачивания кольца относительно шейки вала предохраняет штифт, один конец которого входит в радиальное отверстие 1 кольца, другой — в отверстие вала для повода смазки. Таким образом, кольцо вращается вместе с валом. Число таких колец определяют в зависимости от числа кривошипов коленчатого вала. Для шестиколенчатого вала их должно быть не менее двух, для восьмиколенчатого — трех.

Перед нанесением на шейках контрольных рисок для опиливания коленчатый вал со свободно недетыми центрирующими кольцами укладывают базовыми поверхностями на временные крайние вкладыши.

В кривошипах, расположенных между центрирующими кольцами, устанавливают индикаторы для определения раскепов. Поворотом коленчатого вала два средних колена устанавливают в В.М.Т, после чего шкалу каждого индикатора ставят на нуль. Затем вал поворачивают на 180? так, чтобы средние колена встали в В.М.Т, и записывают показания индикаторов. С помощью стропов подъемного устройства, не снимая индикаторов, вал приподнимают за средние шейки так, чтобы показания индикаторов уменьшилось ровно вдвое. В таком положении середина вала не будет провисать и ее шейки будут соосны с базовыми; при этом центрирующие кольца, лежащие наружными поверхностями на постелях, не должны касаться своими внутренними поверхностями шеек.

С помощью регулировочных винтов стопорят центрирующие кольца так, чтобы щуп 0,03 мм не мог проходить между постелью и наружной поверхностью кольца. После этого, ослабив стропы, вал поворачивают на 180? и завинчивают до упора винты, ранее находящиеся с нижней стороны кольца. Зафиксировав кольца, вновь проверяют раскепы. Если раскепы превысят 0,0001 хода поршня, регулировку повторяют.

До нанесения рисок проверяют биение каждой рамовой шейки в двух сечениях на расстоянии 5 — 10 мм от галтелей. Показания индикатора записывают в таблицу через каждые 45? поворота вала. Риски наносят резцом с помощью приспособления, которое устанавливается на фундаментную раму над шейкой и закрепляется на шпильках рамового подшипника (рис 2.2).

Резец, закрепляемый в приспособлении, имеет две режущие кромки; одна наносит риску в начале галтели, а вторая — на рабочей части шейки на расстоянии 5 — 10 мм от первой. Поворотом коленчатого вала шейка устанавливается наибольшей выработкой вверх. Резец закрепляют в приспособлении так, чтобы он касался режущими кромками поверхности шейки, и проворачивают вал 2 — 3 раза. На поверхности шейки образуются две четкие риски, наибольшая глубина которых в зависимости от эллиптичности может быть 0,3 — 0,6 мм.

Рис 2.2 Приспособление для нанесения рисок на рамовых шейках

Затем резец освобождают и поворачивают на 180?. Таким же способом наносят риски на другой стороне шейки и последовательно на всех остальных рамовых шейках. Затем вал поднимают, снимают центрирующие кольца и укладывают на бруски.

Опиловку производят полосками на дуге 30 — 40?. Сначала опиливают участки на внутренними рисками, не переходя за крайние, чтобы не врезаться в галтель. Затем опиливают всю поверхность между крайними рисками, примыкающими к галтелям. Прямолинейность образующей проверяют ребром контрольной линейки на краску. Длина контрольной линейки должна быть несколько меньше длины между галтелями. Диаметр шейки в разных сечениях следует проверять микрометрической скобой. Ориентируясь по рискам, световому зазору между шейкой и ребром контрольной линейки, а также по отпечаткам краски производят опиловку всей поверхности шейки. При этом коленчатый вал по необходимости следует поворачивать. Опиливание заканчивают, когда крайние риски будут едва различимы, а эллиптичность и конусность будут находиться в допустимых переделах.

После опиловки поверхность состоит из множества граней. Граненность удаляют с помощью калибра, расточенного в виде подшипника, из двух стягиваемых половин. Внутреннюю поверхность кондуктора покрывают краской, после чего его надевают на шейку и несколько раз проворачивают на дуге 45 — 60?. Опиливая окрашенные места личным напильником, удаляют грани. Заканчивают работу, когда на 1 см2 будет не менее одного пятна.

После обработки цилиндрической части шейки опиливают галтели личным полукруглым напильником. Контролируют опиловку галтелей личными полукруглым напильником. Рамовые шейки шлифуют после опиливания галтелей мелким наждачным полотном, смоченным в масле. Удобно производить шлифование при помощи специального приспособления, состоящего из двух скоб, соединенных шарниром. Между скобами закрепляют дубовые вкладыши. К нижней скобе прикрепляют вкладыш неподвижно, а в верхней скобе между планками устанавливают подвижной вкладыш, который прижимается к шейки вала винтом. Между вкладышами и шейкой вала зажимают наждачное полотно и производят шлифование.

Шлифовать рамовые шейки на судне можно с помощью оригинального переносного станка конституции Л. С. Владимирова (рис 2.3). Этот станок монтируют на фундаментной раме двигателя с помощью стоек, которые устанавливают по обе стороны коленчатого вала.

Рис 2.1 Станок для шлифования

Правка коленчатых валов

Перед шлифованием шеек коленчатый вал подвергают правке.

Чтобы установить величину и направление прогиба, деталь укладывают на призмы пресса на вторую и восьмую коренные шейки и с помощью индикатора измеряют биение коренных шеек. Величину и направление прогиба вала отмечают мелом на щеках вала.

Искривления коленчатых валов вызываются остаточными напряжениями в металле из-за:

холодной правки под прессом;

поверхностной термической обработки и

механической обработки со снятием неравномерных припусков.

При эксплуатации вала остаточные напряжения под действием переменных нагрузок снижаются. Изменение распределения напряжений может также вызвать деформации вала.

В результате правки коленчатых валов при ремонте обеспечивается:

увеличение числа ремонтов и общий срок службы вала, так как при шлифовании правленого вала снимается минимальный слой металла;

уменьшение трудоемкости механической обработки вала и расходования абразивных кругов.

На ремонтных предприятиях применяют два способа правки коленчатых валов:

внешним статическим усилием под прессом и

местным наклепом щек.

Основной недостаток правки коленчатых валов под прессом следующий. Под действием изгибающей силы, приложенной к одной шейке, происходит местная пластическая деформация в наиболее податливом месте и сосредоточение остаточных напряжений у галтелей; это вызывает снижение усталостной прочности. Поэтому этот способ правки применяют лишь при значительном прогибе коленчатых валов, имеющих достаточный запас прочности; коленчатые валы с малым прогибом править под прессом не рекомендуется.

Коленчатые валы дизелей типа B2-300 и Д6, имеющие прогиб более 0,3 мм, правят под прессом по схеме, показанной на рис. 3.4.

В том случае, если прогиб коренных шеек вала расположен в одном направлении и имеет наибольшее значение у четвертой (IV) или пятой (V) коренных шеек, вал устанавливают на призмы второй (II) и восьмой (VIII) опоры (рис. 3.4, а) и правят, прилагая нагрузку к пятой (V) шейке. Призмы сделаны разъемными. Подставка призмы имеет широкую опорную площадку и боковые щеки. В отверстие одной из них ввернут фиксатор, входящий в гнездо бруса пресса.

Верхняя часть призмы представляет собой отдельную деталь и может наклоняться относительно нижней подставки на небольшой угол до выбора зазора между ними с одной из сторон. При такой конструкции призма разгружается от горизонтальной составляющей усилия, возникающего при правке вала. Если прогнуты отдельные участки вала и стрелы прогиба имеют разные направления, то вал правят в два приема. Прогиб передней части вала устраняют, приложив нагрузку к третьей (III) шейке при установке детали на первую (I) и пятую (V) шейки (рис. 3.4, б). Чтобы выправить вторую половину, вал укладывают на четвертую (IV) и восьмую (VIII) коренные шейки, а нагрузку прилагают к шестой (VI) шейке (рис. 3.4, в).

Рис. 3.4. Схема правки вала: а — правка при прогибе коренных шеек в одном направлении; б — правка первого учлетка вала; в — правка второго участки вала.

Вал нагружают таким образом, чтобы oн прогнулся в обратном направлении на 3 мм. После снятия нагрузки вновь проверяют индикатором биение всех шеек вала. В случае надобности деталь правят повторно, увеличивая упругий прогиб до 5 мм.

Ввиду упругости вала величину обратного прогиба принимают в 10—15 раз больше устраняемого. Под нагрузкой пресса вал выдерживают 1—2 мин.

После правки вал подвергают магнитному контролю на отсутствие трещин.

Для уменьшения изменения формы правленого вала в процессе эксплуатации и при хранении прибегают к следующим мероприятиям:

детали выдерживают для обеспечения естественного старения;

при правке вала применяют небольшой обратный компенсирующий прогиб;

применяют низкотемпературный отпуск.

Когда величина прогиба уменьшается до 0,3 мм, окончательную правку выполняют методом наклепа щек. Наклон производят по щекам в местах, показанных на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Схема правки выа методом наклепа щек: а—б, c—d — оси шеек до правки; a’-b’, с’—d’ — оси шеек после правки.

При наклепе щек используют специальную угловую надставку к пневматическому молотку (рис. 3.5). Разрезной корпус 1 зажимают винтами на шейке молотка. Его ударник действует на боек 3, посаженный на ось 2. Конец молотка свободно входит между щеками вала. Боковой выступ бойка ударяет по щеке вала.

При правке наклепом деформация вала происходит не в зоне концентрации рабочих напряжений. После правки усталостная прочность валов почти не изменяется. Вследствие весьма малых деформаций щек в детали наблюдаются незначительные смещения, и поэтому повышается точность правки.

Кроме того, обеспечивается большая устойчивость полученной правкой формы оси вала. Необходимая остаточная деформация для устранения биения вала может быть получена суммированием деформаций, вызванных наклепом на нескольких щеках. Oсь вала получается плавная, без изломов.

Рис. 3.6. Надставка к пневматическому молотку для правки коленчатого вала.

Коленчатые валы с пространственно изогнутой осью (с биением в нескольких плоскостях) подразделяют на две группы:

Первая группа — плоскости кривизны в отдельных шейках смещены одна относительно другой на угол не более 45°. Правку таких валов производят в средней плоскости, в сечении с наибольшим биением.

Вторая группа — плоскости кривизны смещены одна относительно другой на угол более 45°. Правку валов этой группы производят последовательно в обеих плоскостях искривления, начиная с большей величины искривления.

После правки биение коренных шеек и шеек носка вала должно быть не более 0,1 мм и биение хвостовика — до 0,08 мм.

Вывод

Обработка коленчатого вала на судне в настоящее время имеется несколько хорошо проверенных на практике способов ремонта рамовых шеек путем их опиливания в судовых условиях. Рассмотрим один из этих способов, а именно: опиливание шеек по контрольным рискам. Контрольные риски, необходимые при этом способе, наносят по обоим концам каждой рамовой шейки на расстоянии 5 — 10 мм от галтелей. За базовые поверхности при нанесении контрольных рисок принимают обычно места посадки шестерни привода газораспределения и нерабочие участки противоположного конца вала, имеющие правильную цилиндрическую форму.

Ремонт на судне довольно трудоемкий, но эффективный способ ремонта коленчатого вала.

Искривления коленчатых валов вызываются остаточными напряжениями в металле из-за: холодной правки под прессом; поверхностной термической обработки и механической обработки со снятием неравномерных припусков.

Вкладыши и втулки (подшипники скольжения) условно можно разделить следующим образом:

  1. По направлению восприятия нагрузки:
  • Радиальные подшипники скольжения.
  • Осевые (упорные) подшипники скольжения.
  1. По назначению:
  • Шатунные вкладыши коленвала. Это подшипники скольжения, обеспечивающие вращение шатуна относительно шатунной шейки.
  • Коренные вкладыши коленвала. Это подшипники скольжения, обеспечивающие вращение коренных шеек коленчатого вала в постели блока цилиндров. Наши поставщики, изготавливают коренные вкладыши как комплектом на весь двигатель, так и поштучно на каждую шейку. Для удобства при монтаже выпускаются комплекты коренных вкладышей, в комплект которых входит одна опора, в которой соединены фланец упорного подшипника (полукольцо) с самим коренным вкладышем.

  • Упорные полукольца/кольца (упорный подшипник коленвала). Это подшипники скольжения, предназначенные для ограничения осевого перемещения коленчатого вала.

  • Втулки (вкладыши) распредвала. Втулки распредвала предназначены для обеспечения вращения распределительного вала в блоке или головке блока цилиндров.
  • Втулки верхней головки шатуна (ВГШ). Втулки ВГШ обеспечивают вращение поршневого пальца относительно верхней головки шатуна.
  • Втулки привода вспомогательных агрегатов. Втулки, которые обеспечивают вращение дополнительных валов (балансирного вала, вала привода вспомогательных агрегатов, вала привода масляного насоса) в блоке цилиндров.
  • Втулки вала привода коромысел клапана (оси коромысел). Втулки, обеспечивающие защиту от износа оси коромысел и сами коромысла.

  1. По типу покрытия:
  • Цельнометаллический (монометаллический) подшипник (вкладыш). Сделаны полностью из одного материала, обладающего достаточной жесткостью и износостойкостью.
  • Двухслойный подшипник (биметаллический). Самый распространенный тип подшипников скольжения. Такие подшипники используются для снижения нагрузки в бензиновых и безнадувных дизельных двигателях в легковых автомобилях. Состоят из стальной основы, среднего слоя и слоя антифрикционного покрытия.
  • Трехслойные. Вкладыши используются, главным образом, в двигателях с более тяжелой нагрузкой. Трехслойные вкладыши состоят из стального слоя являющегося основанием, слоя заливки (изоляционной прокладки) обеспечивающего оптимальные условия для прилегания третьего слоя — антифрикционного.
  • SPUTTER. В отдельную группу выделяют трехслойные подшипники скольжения изготовленные с помощью технологии ионно-плазменного напыления (SPUTTER)

Проверка состояния и подбор вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала

Проверка состояния

Несмотря на то, что подшипники коленчатого вала в процессе капитального ремонта двигателя подлежат замене в обязательном порядке, старые вкладыши следует сохранить с целью внимательного изучения их состояния, результаты которого могут дать много полезной информации об общем состоянии двигателя. На иллюстрации приведены примеры типичных дефектов вкладышей подшипников.

Выход подшипников из строя может происходить вследствие недостатка смазки, попадания частиц грязи, перегрузок двигателя и развития коррозии. Вне зависимости от характера дефектов, причина повреждения вкладышей должна быть устранена в процессе выполнения капитального ремонта двигателя во избежание рецидива.
Для осмотра извлеките вкладыши подшипников из своих постелей в блоке двигателя/нижних головках шатунов и коренных/шатунных крышках и разложите их в порядке установки на чистой рабочей поверхности. Организованность размещения вкладышей позволит привязать характер выявленных дефектов к состоянию соответствующих шеек вала.
Грязь и посторонние частицы попадают в двигатель различными путями. Они могут быть оставлены внутри блока в процессе сборки агрегата, либо проникнуть через фильтры или систему вентиляции картера. Все частицы, попадающие в двигательное масло, в конечном итоге, рано или поздно, оказываются в подшипниках. Часто в мягкий материал вкладышей внедряются металлические опилки, образующиеся в процессе нормального срабатывания внутренних компонентов двигателя. Велика вероятность присутствия в подшипниках следов абразива, в особенности, когда не было уделено должное внимание чистке блока после завершения восстановительного ремонта двигателя. Вне зависимости от способа, которым посторонние частицы попадают в двигатель, в результате они с высокой степенью вероятности оказываются внедренными в мягкую поверхность вкладышей подшипников коленчатого вала и легко выявляются при визуальном осмотре последних. Крупные частицы обычно не задерживаются во вкладышах, но оставляют на их поверхности и поверхности шеек вала заметные следы в виде царапин, каверн и задиров. Наилучшей гарантией от такого рода неприятностей является ответственное отношение к чистке компонентов после завершения капитального ремонта двигателя и тщательности соблюдения чистоты при сборке. Частая регулярная смена двигательного масла также позволяет существенно продлить срок службы подшипников.

Масляное голодание может являться следствием нескольких различных, но часто взаимосвязанных явлений. Так, перегрев двигателя ведет к разжижению моторного масла и вытеснению его из рабочих зазоров подшипников. Недостаток смазки подшипников может объясняться чрезмерной величиной рабочих зазоров, а также обычными утечками (внутренними или наружными). Часто встречающейся причиной вытеснения масла из зазоров подшипников является постоянное превышение оборотов двигателя. Нарушение проходимости маслотоков (обычно связанное с неправильным совмещением отверстий при установке компонентов) также ведет к сокращению подачи смазки к подшипникам. Типичным результатом масляного голодания является полное или локальное вытирание/выщербливание поверхностного слоя вкладышей с металлической подложки. При этом рабочая температура может подниматься до такого уровня, что подложка в результате перегрева приобретает голубоватый оттенок.
Существенное влияние на срок службы подшипников оказывает также свойственная владельцу автомобиля манера вождения. Движение с малой скоростью на повышенной передаче приводит к значительным перегрузкам подшипников, сопровождающимся вытеснением масляной пленки из их рабочих зазоров. Такого рода перегрузки приводят к повышению пластичности вкладышей и возникновению трещин в поверхностном слое (усталостная деформация). При этом поверхностный материал начинает крошиться и отделяться от стальной подложки. Эксплуатация автомобиля в городском цикле (частые поездки на короткие расстояния) ведет к развитию коррозии подшипников вследствие того, что недостаточный разогрев двигателя влечет за собой выпадение конденсата и выделение химически агрессивных газов. Данные продукты скапливаются в двигательном масле, формируя шлаки и кислоты. При попадании такого масла в подшипники агрессивные вещества способствуют развитию коррозии вкладышей.
Неправильная установка вкладышей в процессе сборки двигателя также может явиться причиной быстрого их разрушения. Слишком тугая посадка не обеспечивает требуемую величину рабочего зазора подшипников, что приводит к их масляному голоданию. Результатом попадания под вкладыши (в процессе их установки) посторонних частиц является образование возвышений, поверхностный слой с которых быстро вытирается.
Подбор вкладышей
В случае износа или повреждения вкладышей коренных подшипников, а также, когда не удается добиться правильной величины рабочего зазора (см. Раздел Установка коленчатого вала и проверка рабочих зазоров коренных подшипников или Установка шатунно-поршневых сборок и проверка величины рабочих зазоров в шатунных подшипниках коленчатого вала), ситуация может быть исправлена описанным ниже способом, путем подбора и установки новых вкладышей. Если коленчатый вал подвергался проточке, он должен быть укомплектован вкладышами соответствующих ремонтных (с принижением) размеров (в этом случае приведенная ниже процедура производиться не должна). Обычно подбор вкладышей осуществляют специалисты, производившие проточку шеек вала. Вне зависимости от методики определения требуемого размера вкладышей рабочие зазоры подшипников должны быть затем проверены с применением измерительного набора Plastigage (см. ниже).

Если не удается скорректировать должным образом величину рабочих зазоров путем подбора вкладышей, вал следует заменить.

Коренные подшипники
1. При необходимости подбора новых вкладышей СТАНДАРТНОГО размера выбирайте тот, который имеет ту же цветовую маркировку, что и старый.

2. Если цветовая маркировка старого вкладыша утрачена, отыщите маркировку, выбитую на блоке в районе расположения крышки соответствующего подшипника.

3. Также проверьте маркировку класса коренных подшипников собственно на валу.

4. При подборе новых вкладышей воспользуйтесь соответствующей идентификационной картой цветовой маркировки подшипников.

Шатунные подшипники
1. При подборе новых вкладышей СТАНДАРТНОГО размера ориентируйтесь на цветовую маркировку снимаемых с автомобиля компонентов.
2. В случае утраты цветового кода на старых вкладышах, отыщите маркировку на нижних головках шатунов. Метка в виде цифры характеризует размерный класс шатунного подшипника (не следует путать ее с номером цилиндра).
3. Проверьте также литерные метки собственно на валу, определяющие размер соответствующих шатунных шеек (см. сопроводительную иллюстрацию).
Идентификационная карта выбора вкладышей коренных подшипников коленчатого вала для 4-цилиндровых двигателей — используйте маркировку, нанесенную на блок двигателя, и сборку коленчатого вала, например: маркировка С3 означает необходимость установки вкладышей желтого и зеленого цветов (где они должны быть разного цвета), причем любой из них может быть установлен как в крышку подшипника, так в его постель в блоке

Идентификационная карта выбора вкладышей коренных подшипников коленчатого вала для двигателей V6

На 4-цилиндровых двигателях литерно-цифровая маркировка класса подшипниковых шеек нанесена на щеке первого кривошипа или выбита по соседству с каждой шейкой в отдельности.

4. При подборе новых вкладышей воспользуйтесь соответствующей идентификационной картой цветовой маркировки подшипников.
Идентификационная карта выбора вкладышей шатунных подшипников коленчатого вала для 4-цилиндровых двигателей — используйте маркировку, нанесенную на щеки кривошипов и соответствующие шатуны, например: маркировка D4 подразумевает необходимость установки вкладышей синего цвета

Идентификационная карта выбора вкладышей шатунных подшипников коленчатого вала для двигателей V6- используйте маркировку, нанесенную на щеки кривошипов и соответствующие шатуны, например: маркировка D4 подразумевает необходимость установки вкладышей коричневого цвета (обратите внимание, что в некоторых случаях требуется установка комбинации вкладышей двух различных цветов)

Оставьте комментарий