Шатунные вкладыши коленвала: что такое, назначение и ремонт

Коленчатый вал является важной деталью двигателя внутреннего сгорания, преобразующей возвратно-поступательное движение во вращательные. Его функционирование невозможно без применения подшипников скольжения, монтируемых между поверхностью шатунов и коленчатым валом. Эта деталь выполняет роль опоры, фиксирующей коленчатый вал и одновременно обеспечивающей возможность его плавного вращения. Осуществляя работу по модернизации важной детали двигателя внутреннего сгорания, специалисты предложили использовать вместо классических подшипников скольжения их видоизмененный вариант — шатунные вкладыши.

Содержание:

• Что такое шатунный вкладыш
• Причины смещения шатунных вкладышей
  • Излишнее трение
  • Ошибки монтажа
• Чем грозит проворот вкладышей и можно ли это исправить
• Профилактические меры
• Шатунные вкладыши от ФорсункиПро

Что такое шатунный вкладыш

Шатунный вкладыш представляет собой изогнутую четырехслойную пластину, выполненную из пластичного материала (стальная основа, слой меди, слой дюралюминия и литейный сплав с низким коэффициентом трения баббит), что дает ей возможность без потерь выдержать значительные нагрузки. Благодаря обильно нанесенной на пластину антифрикционной смазке, между вращающимися элементами двигателя существует прослойка, защищающая их от прямого контакта. Прослойка уменьшает силу трения, а значит, устраняет риск быстрого износа и поломки. Обязательный элемент конструкции вкладыша — специальные отверстия или проточки, через которые производится подача масла из системы смазки двигателя.

Шатунные вкладыши жестко фиксируют в точке соединения шатуна с коленчатым валом при помощи специальных крепежных усиков так, чтобы отверстия для попадания смазочного вещества на вкладыше и постелях совпадали.

Одной из серьезных поломок ДВГ является потеря фиксации и проворачивание шатунного вкладыша. Внешний признак данной неисправности — внезапно появившийся при работе мотора прерывистый звук, исходящий из блока цилиндров в районе коленчатого вала и напоминающий резкие удары молотком по металлу. Звук возникает при работе двигателя (в тот момент, когда вкладыш касается вала) и усиливается под нагрузкой.

При появлении такого звука и другого признака — горящего индикатора «низкое давление масла» на панели приборов — двигатель должен быть немедленно остановлен для ремонта, так как дальнейшая его работа приведет к механическому повреждению контактирующих с вкладышем деталей, заклиниванию и поломке коленвала.

Причины смещения шатунных вкладышей

При проворачивании части вала начинают цепляться за корпус двигателя и вибрировать, что создает риск появления поверхностных повреждений и разбалтывания шатунов. Имеющиеся в теле вкладыша отверстия, обустроенные для подачи смазки, перестают совпадать с ходами в контактирующих деталях. Называют две главные причины потери фиксации и проворачивания фрикционных деталей:

• излишнее трение, приводящее к быстрому износу;
• ошибки монтажа, в ходе которых деталь непрочно фиксируется на посадочном месте.

Излишнее трение

Сила трения, приводящая к изменению положения вкладыша, возникает в точке соприкосновения детали с вращающимся коленвалом. Степень ее прямо пропорциональна величине оказываемой нагрузки и коэффициенту трения, равному отношению силы трения контактирующих тел к силе прижатия этих тел друг к другу.

Факторы, приводящие к возникновению большого коэффициента трения, таковы:

1. Отсутствие или малое количество антифрикционной смазки. Привести к данному нарушению могут ошибки дефектовки, в частности пропущенные неисправности, такие как изношенный насос, предназначенный для подачи масла, засор в масляных каналах или ошибки сборки, в ходе которой забыли дать масло во фрикционные детали.
2. Низкое качество смазки. Применение более вязких масел приводит к росту коэффициента трения, возникающего при функционировании контактирующих деталей. Слишком густая смазка не доходит в достаточном количестве к месту соприкосновения работающих частей. Чтобы не допустить таких ошибок, специалисты рекомендуют использовать антифрикционную смазку нужных эксплуатационных характеристик и в достаточном количестве. Также следует периодически проверять уровень масла.
3. Расчетные условия работы подшипников обеспечивают силу трения вязкого типа, при которой создается наиболее благоприятное гидродинамическое давление, уравновешивающее внешнюю нагрузку. Нарушение данных условий способствует истончению масляной пленки (пограничное трение).
4. Высокая скорость движения контактирующих деталей способствует более интенсивному поступлению смазки в пространство между ними.
5. Повышение внешней температуры ведет к разжижению, и, как следствие, потере прочности и истончению масляной пленки.
6. Точность изготовления поверхности сопряженных деталей и качество их обработки (степени шероховатости, наличие механических повреждений) — важные показатели, влияющие на силу взаимодействия между соприкасающимися деталями. Низкое качество обработки поверхностей приводит к появлению контактных давлений на вершинах неровностей, разрушающих масляную пленку. Качественная обработка обеспечивает формирование пленки оптимальной толщины и вязкое трение.

Ошибки монтажа

В число дефектов монтажа, ведущих к проворачиванию шатунных вкладышей, входит недостаточная фиксация фрикционных деталей, неправильный их подбор или установка:

1. Вкладыши, установленные со слабым натягом, вибрируют при функционировании двигателя, что приводит к разрушению масляной пленки, быстрому износу (появлению бороздок, задиров и других повреждений) и проворачиванию.
2. Ошибки определения ремонтных параметров вкладышей. Установка вкладышей не соответствующего ремонтного размера приведет к слабому натягу, истончению масляного слоя или зажатию вала.
3. Установка вкладышей не той стороной приведет к тому, что выступы полуколец не смогут удержаться за фронтальные части блока или крышки подшипника. Результатом станет потеря фиксации и проворачивание фрикционных деталей.

Для того чтобы избежать возможного проворачивания вкладышей, проводят обкатку вновь установленного силового агрегата на производственном стенде. В ходе испытаний мотор подвергают умеренным нагрузкам при непрерывном контроле эксплуатационных характеристик. Контактирующие детали со временем прирабатываются друг к другу, микроскопические неровности постепенно нивелируются, а на поверхностях эффективно образуется стабильное антифрикционное покрытие.

Чем грозит проворот вкладышей и можно ли это исправить

Последствия проворота шатунных вкладышей могут быть разными, в зависимости от того, какое время прошло после выявления данного нарушения. В случае, если мотор был заглушен сразу после потери упора, возможна расточка коленвала и замена провернутого вкладыша или шатуна без снятия мотора (ресурс сопряженной пары шатун – шейка коленвала сократится при этом до 70 %).

В случае, если проблему выявили поздно, потребуется замена поврежденного коленчатого вала, а в более сложных случаях (если другие детали двигателя получили серьезные повреждения) и капитальный ремонт всего ДВС. После разборки двигателя осуществляют промерку и расточку коленчатого вала. Вторым этапом проводят установку новых вкладышей ремонтного размера. В ходе устранения последствий проворачивания шатунного вкладыша в обязательном порядке устраняют задиры на шейке коленвала путем шлифования.

Наиболее сложной считают ситуацию, когда проворот вкладыша произошел далеко от дома и благ цивилизации — например, во время путешествия в лес или на дачу. Если при появлении характерного шатунного стука продолжить движение, вылетевший вкладыш начнет блуждать по мотору, оставляя задиры, забивая стружкой масляные каналы, а прикипая и вращаясь вместе с коленвалом, он может серьезно повредить детали мотора.

Профилактические меры

Избежать или максимально отдалить момент проворота шатунных вкладышей поможет выполнение ряда профилактических мер:

1. Важно вовремя проходить плановый технический осмотр.
2. Не следует допускать перегрева двигателя. Стоит поддерживать в рабочем состоянии систему охлаждения, вовремя пополнять уровень антифриза, не допускать его утечек.
3. Важно обеспечивать высокое качество масла, заливаемого в бак, своевременно заменять его и контролировать его уровень.
4. Рекомендуется использовать горюче-смазочные материалы, соответствующие требованиям и допускам компании-производителя двигателя внутреннего сгорания.
5. Нельзя допускать попадания в масло грязи и посторонних частиц.
6. Следует контролировать исправность работы масляного фильтра и всей системы смазки. Имеющиеся недостатки могут стать причиной нарушения подачи антифрикционной смазки, ее дефицита и, как следствие, быстрого износа, смещения или проворачивания шатунных вкладышей.

Шатунные вкладыши от ФорсункиПро

Интернет-магазин ФорсункиПро предлагает нижние и верхние шатунные вкладыши шириной 22 мм для четырехцилиндрового дизельного двигателя ISF 2.8 объемом 2.8 литра и мощностью 131-177 л.с. с турбонаддувом от американской компании Cummins для автомобилей ГАЗ и Соболь. Устанавливаемые между отверстиями в головках шатунов и шейками коленвала шатунные вкладыши эффективно снижают трение и помогают выдержать высокие нагрузки, возникающие при работе силового агрегата.

Мы поставляем только качественные детали от проверенных производителей, поэтому все запчасти отвечают строгим стандартам качества. Закажите нужную партию шатунных вкладышей из каталога или обратитесь к нашим менеджерам для помощи в выборе подходящих запчастей.