Осевой люфт коленвала

С сожалением извещаю, что так и никто с Драйв.2 и не подсказал простого, дешевого и оригинального способа по приведения в норму осевого люфта коленвала, который у меня был 1,2 мм в теме «Нужен совет моториста. Как решить проблему?», а потому пришлось послушать людей, ремонтирующих моторы иномарок с момента появления их в РФ, когда с запчастями были большие проблемы и ещё приложить собственные мозги. Так сразу были отметены любые варианты связанные с дальнейшей разборкой двигателя. И в результате всего родился собственный вариант недорогого и, надеюсь, надежного ремонта. И смысл его достаточно прост.
1. Приобретен комплект новых упорных полуколец.

Zoomупорные полукольца
Но так как они точно такой же толщины, как и упоры на воротниковом вкладыше, то решено было их скрестить.
2. Процесс скрещивания воротника с полукольцом.
Во-первых, изменению подвергалась только передняя часть, как практически не нагружаемая. Задняя часть упорных колец нагружена при каждом нажатии на сцепление. Причем сила эта достаточно велика и равна суммарной силе лепестков корзины сцепления.
Во-вторых, решено было подобное скрещивание произвести только на нижнем вкладыше подобно Вазу, у которого полукольца ставятся только на полукруг. Ну и опять же по причине не нагруженности. Так ранее было видно полное отсутствие какого-либо износа на воротниковом вкладыше (белый цвет) по сравнению с нагруженной частью (желтоватый цвет).
В-третьих, воротниковый вкладыш на притирочной плите был сточен до нужного размера и снят белый, потом желтоватый слой, а далее частично и сам металл. А далее всё видно из фото.
ZoomВинтики с резьбой М2 для удерживания полукольца от выпадывания. Резьба нарезана во вкладыше и далее в теле бугеля
ZoomВид в сборе. Усик от проворачивания подогнут в паз.
ZoomСнова вид
ZoomЕщё вид
ZoomПолученный размер
Далее всё собрано и порадовал мизерный осевой люфт.
Наверно в этой конструкции можно найти минусы, но будем надеяться, что винтики никуда не денутся, а значит и конструкция обеспечит безпроблемную работу. И если даже предположим, что дополнительно закрепленное полукольцо отпало совсем, то снова вернемся к люфту в 1,2 мм, который обеспечит не тронутый верхний воротниковый вкладыш.

Нормальная работа двигателя возможна только в том случае, если его коленчатый вал не имеет значительного осевого смещения — люфта. Стабильное положение вала обеспечивают специальные детали — упорные полукольца. О полукольцах коленвала, их типах, конструкции, выборе и замене — читайте в этой статье.

Что такое опорное полукольцо коленвала?

Упорные полукольца коленчатого вала (опорные полукольца, шайбы коленвала, полукольца упорного подшипника коленвала) — специальные подшипники скольжения в виде полуколец, устанавливающие рабочее осевое смещение (люфт, зазор) коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

В двигателях внутреннего сгорания остро стоит проблема трения, особенно актуальная для коленчатого вала — в обычном четырехцилиндровом двигателе вал имеет как минимум пять опорных точек (коренных шеек) с довольно большой площадью контакта. Еще большие силы трения могут возникать при контакте щек вала с опорами. Чтобы избежать этой ситуации коренные шейки коленвала выполняются более широкими, чем их опоры. Однако такое решение вызывает осевой люфт коленвала, что совершенно недопустимо — осевые перемещения вала приводят к интенсивному износу деталей кривошипно-шатунного механизма и могут стать причиной их поломок.

Чтобы устранить люфт коленвала, на одной из его опор устанавливается упорный подшипник. Данный подшипник отличается от обычного вкладыша наличием боковых упорных поверхностей в виде бурта, съемных колец или полуколец. На щеках коленвала в месте установки данного подшипника выполняются упорные кольцевые поверхности — именно они и контактируют с полукольцами. Сегодня упорными подшипниками оснащаются все поршневые двигатели, при этом все детали имеют принципиально одинаковое устройство и принцип работы.

Типы и конструкция опорных полуколец коленвала

Для снижения люфта коленвала используется два типа деталей:

  • Упорные полукольца;
  • Шайбы.

Шайбы — это неразъемные кольца, которые монтируются в опору задней коренной шейки коленчатого вала. Полукольца — половины колец, которые монтируются на опору задней или одной из средних коренных шеек коленвала. Сегодня наибольшее применение находят полукольца, так как они обеспечивают наилучшее прилегание к упорным поверхностям коленвала и более равномерно изнашиваются, и удобны для монтажа/демонтажа. Кроме того, шайбы можно установить только на задней коренной шейке вала, а полукольца допускают монтаж на любой шейке.

Конструктивно полукольца и шайбы очень просты. Их основу составляет цельное бронзовое или штампованное стальное полукольцо/кольцо, на которое нанесено антифрикционное покрытие, снижающее трения об упорную поверхность на щеке вала. На антифрикционном слое выполняется две или более вертикальных (в некоторых случаях — радиальных) канавок для свободного пропуска масла. Также на кольце/полукольце могут быть предусмотрены отверстия и фиксирующие штифты различной формы, предотвращающие проворачивание детали.

По материалу изготовления полукольца бывают:

  • Цельные бронзовые;
  • Сталеалюминиевые — в качестве антифрикционного слоя используется алюминиевый сплав;
  • Металлокерамические — в качестве антифрикционного слоя используется бронзографитовое напыление.


Бронзовые полукольца
Сталеалюминиевые полукольца
Металлокерамические полукольца

Сегодня наиболее широко используются сталеалюминиевые и металлокерамические полукольца, причем зачастую они устанавливаются в один двигатель с разных сторон опорной шейки.

Полукольца имеют два типа размера:

  • Номинальный;
  • Ремонтные.

Детали номинального размера устанавливаются на новые двигатели и на двигатели с небольшим износом упорных поверхностей коленчатого вала и опоры. Детали ремонтного размера имеют увеличенную толщину (обычно с шагом +0,127 мм) и позволяют компенсировать износ упорных поверхностей коленвала и опоры.


Вариант установки упорных полуколец в задней опоре коленвала

Упорный подшипник коленвала может располагаться на различных его шейках:

  • На одной из центральных шеек (в четырехцилиндровых двигателях — на третьей);
  • На задней шейке (со стороны маховика).

При этом используется два или четыре полукольца. В случае двух полуколец — они монтируются в проточках нижней крышки подшипника (бугеля). В случае четырех полуколец — они монтируются в проточках нижней крышки и верхней опоры. Также встречаются двигатели только с одним полукольцом или одной шайбой.

Как выбрать и заменить полукольца коленчатого вала?

Со временем упорные полукольца, как и любые подшипники скольжения, изнашиваются, вследствие чего увеличивается осевой люфт коленвала. Рабочий люфт (зазор) коленчатого вала лежит в пределах 0,06-0,26 мм, максимальный — как правило, не должен превышать 0,35-0,4 мм. Большой люфт может стать причиной интенсивного износа деталей КШМ, выдавливания сальника коленвала, повышения расхода масла и падения мощностных характеристик мотора. Данный параметр измеряется с помощью специального индикатора, устанавливаемого на торец коленчатого вала. Если люфт превышает максимально допустимый, упорные полукольца необходимо заменить.

При выборе полуколец необходимо учитывать важный нюанс: износу подвергаются не только полукольца, но и упорные поверхности коленчатого вала. Поэтому в новых двигателях при увеличении зазора коленвала обычно приходится менять только изношенные полукольца — в этом случае необходимо приобретать детали номинального размера. А в двигателях с большим пробегом становится заметным износ упорных поверхностей коленвала — в этом случае необходимо приобретать упорные кольца ремонтного размера.

Выбирать новые полукольца необходимо тех же типов и каталожных номеров, что и старые. Важно, чтобы они полностью соответствовали установочным размерам, и имели соответствующее антифрикционное покрытие. Особенно последнее обстоятельство важно для моторов, в которых изначально установлены полукольца с разным антифрикционным покрытием. Например, на многих ВАЗовских двигателях заднее полукольцо — металлокерамическое, а переднее — сталеалюминиевое, причем они не взаимозаменяемы.

Замену полуколец следует выполнять в соответствии с указаниями инструкции по ТО и ремонту автомобиля. На некоторых двигателях для этого необходимо снять поддон и демонтировать нижнюю крышку упорного подшипника, на других моторах придется произвести более серьезную разборку. При монтаже новых колец необходимо соблюдать их ориентацию — антифрикционное покрытие (на котором обычно предусмотрены канавки) должно устанавливаться в сторону щек коленвала.

При верном выборе и монтаже полуколец упорные подшипники будут обеспечивать нормальный люфт коленчатого вала и надежную работу всего двигателя.

Еще в этом разделе

«Не мы такие — жизнь такая», — говорят, когда пытаются переложить ответственность за собственные трудно объяснимые, а проще сказать — ничем вроде бы не мотивированные неадекватные поступки на плечи жизненных обстоятельств.

Поэтому мы не будем пытаться найти ответ, что заставило владельца Hyundai ix35 2012 года выпуска с пробегом 160.000 км, купившего и сегодня эту не слишком-то доступную машину 6 лет назад новой, попросить соседа по гаражу Василия заменить масло в двигателе.

Не будем выяснять и то, почему для замены вместо оригинального масляного фильтра стоимостью 18 руб. целесообразной была признана покупка неоригинального лишь за 10, хотя именно с фильтра началась эта история. Фильтр банально открутился, предупредив, впрочем, зажиганием индикатора низкого давления в системе смазки, что процедура замены масла не прошла безукоризненно.

По словам владельца Hyundai, неприятность приключилась невдалеке от гаражей, поэтому, увидев, что делается под капотом, он вернулся в гараж и имел с соседом Василием беседу. Закончился разговор рукоприкладством или еще чем-то, нам неизвестно, да это и не так важно. Важно, что после новой замены масла, вызванной тем, что большую часть недавно залитого выгнало из двигателя в моторное отделение, контрольная лампа давления и не думала погаснуть.

Какие манипуляции проводились, чтобы привести мотор в чувство, нам опять-таки неведомо. По факту же автомобиль оказался на СТО, поскольку Василий, так и не потушив контрольную лампу, предложил двигатель разобрать и ремонтировать либо заменить его на «бэушный», но владелец Hyundai не рискнул доверить любое из этих действий уже «отличившемуся гаражнику».

Все бы ничего, но найти на автомобильных «разборках» исправный двухлитровый бензиновый мотор, которым был оснащен ix35, проблематично. И, к слову, ремонтники, специализирующиеся на корейских машинах, догадываются почему.

Из-за невозможности предсказать, чем и когда закончатся поиски «бэушного» двигателя, было решено разобрать вышедший из строя мотор и посмотреть, к чему привела гаражная замена масла.

Первое, на что обратили внимание специалисты после того, как был снят поддон, — у коленчатого вала есть недопустимо большой продольный люфт. Почему у ремонтников была причина сразу же проверить этот люфт, объясним чуть ниже, а пока неглубоко копнем теорию.

Проще всего растолковать необходимость осевой фиксации коленвала на примере двигателей с шестеренным приводом ГРМ зубчатыми колесами с косыми зубьями. Однако поскольку на легковых автомобилях подобные моторы являются исключением из общего правила приводить ГРМ с помощью зубчатого ремня либо цепи, скажем лишь, что во время разгона и торможения автомобиля, а также при каждом включении-выключении сцепления в машинах с МКПП на коленчатый вал воздействует осевая сила. Чтобы избежать перемещений коленвала под действием этой силы, его положение фиксируют с помощью упорных подшипников.

По исполнению в зависимости от конструкции двигателя упорные подшипники бывают разными. Например, они могут представлять собой кольцевые отбортовки, или, говоря проще, фланцы на вкладышах какого-то, чаще всего среднего, коренного подшипника, а могут быть выполнены как отдельные детали в виде плоских полуколец с нанесенным на стальные основы слоем антифрикционного материала.

В любом случае антифрикционным слоем подшипники обращены к специальным пояскам на щеках коленвала, а основой — к блоку цилиндров и прикрепленной к нему крышке коренного подшипника.

В нашем случае использовался второй из указанных способов фиксации. Когда был снят коленвал, выяснилось, что упорное полукольцо со стороны, нагружаемой в моменты действия осевой силы, не только изношено до стальной основы, но и осталось без одной из своих «ножек».

Полный износ слоя антифрикционного материала и был причиной чрезмерно большого продольного люфта коленвала, а поскольку после износа антифрикционного слоя полукольцо начало контактировать стальной основой с пояском на щеке коленвала, на пояске появился задир. Другими словами, коленвал тоже вышел из строя.

Но могло ли такое состояние упорного полукольца быть следствием неудачной замены масла в гараже? Вряд ли, и на это указывает состояние вкладышей коленвала.

Если по виду шатунных вкладышей, к которым масло поступает в самую последнюю очередь, еще можно сказать, что на них как-то отразилось масляное голодание, то коренные вкладыши нисколько не пострадали.

Шейки коленвала тоже выглядели вполне пристойно. Очевидно, что упорное полукольцо начало изнашиваться задолго до того, как к мотору приложил свои руки сосед по гаражу.

И ответ на вопрос, почему упорное полукольцо не справилось с задачей надежно и долговременно удерживать коленвал в заданном положении, поворачивает нас к одной из самых злободневных сторон автомобильной жизни.

Сомнительно, что среди рядовых автомобилистов есть еще хоть кто-то, кого требуется убеждать, что нынешние двигатели неровня своим предшественникам по запасу прочности и заложенному ресурсу. Наш случай — лучшее тому подтверждение.

При классической фиксации коленвала упорными полукольцами их должно быть четыре — по два с каждой стороны шейки. Однако в рассматриваемом моторе предусмотрено лишь по одному полукольцу с каждой стороны.

Вот почему ремонтники сразу же проверили величину продольного люфта коленвала — в их практике это далеко не первый случай. «Светлая» голова, в которой родилась идея отказаться от «лишней» пары полуколец, наверняка просчитала до цента, какой экономический эффект от такого решения получит производитель, а вот до того, как при этом перераспределяться нагрузки на детали, ей дела не было — лишь бы выдержали гарантийный срок.

И такая «светлая» голова не одинока — в других появляются мысли убрать с вкладышей фиксирующие усики, выкинуть за никчемностью гильзы цилиндров, сделать цепи привода ГРМ такими хлипкими, что к 80-100 тыс. км можно ждать их предельного растяжения…

В статье «Осторожно — трансмиссия, или Почему на новейшие коробки передач невозможно смотреть без содрогания» мы попробовали ответить на вопрос, которым озаглавили этот материал. В трансмиссионном деле творится то же, что и в моторном. И так везде, какую сферу автостроения ни возьми. А потребителям продукции этой отрасли остается разводить руками и твердить, как заклинание: «Не мы такие — жизнь такая».

Но, как говорят французы, revenons a nos moutons — вернемся к нашим баранам. Что же случилось с индикатором давления масла? Ведь если его загорание после того, как открутился масляный фильтр, легко объяснить последующим выбросом масла из двигателя, то с учетом состояния шеек и вкладышей коленвала для снижения давления масла ниже аварийного уровня после повторной заливки в мотор предпосылок вроде бы нет.

Разгадка нашлась, когда ремонтники добрались до редукционного клапана системы смазки. Выяснилось, что клапан заклинил в открытом положении из-за попадания в него мелких фрагментов антифрикционного слоя и кусочков от исчезнувшей «ножки» упорного полукольца. Воистину, ничто на земле не проходит бесследно…

Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора и из открытых источников
ABW.BY

Более 37 000 предложений о продаже запчастей в нашей базе объявлений.

Благодарим за консультации и помощь в организации фотосъемки korea-motors.by

Осевой люфт коленвала

• При помощи индикатора измерьте

осевой люфт коленвала, перемещая его вперед и назад.

Осевой люфт коленвала:

Стандартный: 0,10-0,25 мм

Предельный: 0,30 мм

• Если люфт превышает указанный предел, замените упорные подшипники и повторите измерение. Если люфт по — прежнему выходит за допустимые границы, замените коленвал.

Боковой зазор шатуна

• Измерьте щупом боковой зазор между шатуном и плечом кривошипа.

Стандарт: 0,20 — 0,35 мм

Предел: 0,40 мм

• Если зазор больше указанного предела, замените шатун и повторите измерение. Если зазор все еще превышает предел, замените коленвал.

Зазор между поршнем и поршневым пальцем

1. Измерьте внутренний диаметр отверстия поршневого пальца «dp».

Стандартный диаметр «dp»: 27,997 — 28,005 мм

2. Измерьте наружный диаметр поршневого пальца «Dp».

Стандартный диаметр «Dp»:

27,994 — 28,000 мм

3. Вычислите зазор поршневого пальца. Dp — Dp = 0,002 — 0,006 мм

Если зазор больше указанного, замените поршень в сборе с пальцем.

Боковой зазор поршневого кольца

Боковой зазор:

Верхнее компрессионное кольцо:

0,050-0,090 мм

Второе компрессионное кольцо:

0,050-0,090 мм

Маслосъемное кольцо: 0,030-

0,070 мм

Предельный боковой зазор:

Верхнее компрессионное кольцо:

0,2 мм

Второе компрессионное кольцо:

0,1 мм

• Для измерения бокового зазора верхнего кольца выровняйте наружную окружность кольца, прижимая его к верху канавки поршня. В этом положении измерьте зазор между кольцом и нижней поверхностью канавки поршня.

• Если зазор больше нормы, замените кольцо. Если зазор по-прежнему большой и с новыми кольцами, замените поршень.

Зазор в замке поршневого кольца

Зазор в замке:

Верхнее компрессионное кольцо:

0,20-0,35 мм Второе компрессионное кольцо:

0,39-0,54 мм Маслосъемное кольцо:

0,25-0,50 мм Предельный зазор:

Все кольца: 1,00 мм Если номинал превышен, замените поршневое кольцо. Если зазор в замке все еще больше нормы и с новым кольцом, сделайте расточку цилиндров и используйте поршни и кольца увеличенного ремонтного размера, см. раздел «Ремонтные данные и спецификации».

• При замене поршня проверьте поверхность блока цилиндров на задиры или заклинивание. Если обнаружены задиры или заклинивание, сделайте хонин: гование или замените блок цилиндров.

Изгиб и кручение шатуна

Изгиб:

Не более 0,12 мм на 100 мм длины

Кручение:

Не более 0,12 мм на 100 мм длины

Если номинал превышен, замените шатун в сборе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *