Механічна частина двигуна / Комплект болтів, шків валу колінчастого

Комплект болтів, шків валу колінчастого

Комплект болтів шківа колінчастого валу - це набір кріпильних елементів, якими шків колінчастого валу, маточина або демпфер крутильних коливань фіксується на передньому кінці колінчастого валу. Канонічна англійська назва деталі - Bolt Set, crankshaft pulley.

Залежно від двигуна комплект може містити один великий центральний болт, центральний болт із шайбою, кілька малих периферійних болтів або комбінацію цих елементів. Конструкція кріплення визначає не тільки положення шківа, а іноді й фіксацію шестерні привода ГРМ на колінчастому валу.

Болти працюють разом із ременним шківом колінчастого валу, посадочною поверхнею вала, маточиною, шпонкою або фрикційним з'єднанням. Від правильного притискання залежать співвісність шківа, робота приводного ременя та збереження фаз газорозподілу.

Головний принцип: центральний болт шківа не можна вважати звичайним кріпленням. У частині двигунів недостатнє зусилля затягування дозволяє провернутися не тільки шківу, а й шестерні колінчастого валу, що може спричинити порушення фаз і контакт клапанів із поршнями.

Не використовуйте старий болт повторно, якщо він визначений як одноразовий.
Не затягуйте центральний болт ударним гайковертом.
Не фіксуйте колінчастий вал за ремінь, ланцюг або шестерню ГРМ.
Не використовуйте стартер для ударного відкручування чи затягування болта.
Не наносіть мастило на різьбу без вимоги виробника.
Не встановлюйте довільну шайбу іншої товщини або твердості.
Не залишайте оливу, корозію чи герметик між шківом і торцем вала.
Не вважайте шпонку єдиним елементом, який передає крутний момент.
Не намагайтеся додатковим моментом виправити пошкоджений паз або носок колінчастого валу.
Не запускайте двигун, якщо шків має помітне биття або стукіт.

Для чого потрібні болти шківа

Шків передає обертання від колінчастого валу на генератор, компресор кондиціонера, насос гідропідсилювача, водяний насос та інше навісне обладнання. Якщо шків має гумовий демпфер, він також зменшує крутильні коливання.

Комплект болтів виконує такі функції:

притискає шків або маточину до торця колінчастого валу;
утримує деталі в точному осьовому положенні;
забезпечує передавання крутного моменту через тертя посадочних поверхонь;
не допускає мікропереміщення й розбивання посадки;
утримує шайбу або дистанційний елемент;
у частині двигунів фіксує шестерню ременя чи ланцюга ГРМ;
зберігає співвісність доріжок приводного ременя;
зменшує ударне навантаження на шпонку;
не допускає осьового зміщення демпфера;
підтримує точне положення міток і зубчастого диска датчика колінчастого валу.

Основні конструкції кріплення

Один центральний болт

Великий болт проходить через центр шківа та вкручується в торець колінчастого валу. Під головкою може бути окрема або вбудована шайба шківа колінчастого валу.

Центральний болт часто затягується великим моментом із подальшим доворотом на кут. Для його зняття й установлення потрібен спеціальний фіксатор колінчастого валу.

Центральний болт і периферійні болти

Центральне кріплення утримує маточину або шестерню, а кілька менших болтів прикріплюють ремінний шків чи демпфер до маточини.

У такій конструкції периферійні болти можуть мати різну довжину та окрему схему затягування. Їх не можна замінювати універсальним кріпленням відповідного діаметра.

Кілька болтів без великого центрального кріплення шківа

У частині двигунів маточина вже закріплена на валу, а зовнішній шків утримується чотирма, шістьма або більшою кількістю малих болтів.

Болт із фрикційною посадкою без шпонки

У сучасних двигунах передавання моменту може відбуватися через сильно стиснуті плоскі або конічні поверхні. Шпонка відсутня або використовується лише для позиціювання.

Для такої системи критичні чистота поверхонь, правильний болт і точне зусилля притискання. Навіть невелике послаблення може змінити фази газорозподілу.

Що може входити до комплекту

центральний болт шківа;
велика загартована шайба;
декілька периферійних болтів;
болти маточини або демпфера;
попередньо нанесений різьбовий фіксатор;
одноразові фрикційні шайби;
монтажна інструкція виробника комплекту.

Перед ремонтом потрібно перевірити, чи комплект охоплює всі одноразові елементи. Часто центральний болт і малі болти продаються окремо.

Звичайні та розтяжні болти

Звичайний високоміцний болт

Працює переважно в межах пружної деформації. Повторне використання можливе лише тоді, коли це прямо дозволено виробником і болт відповідає контрольним розмірам.

Болт типу TTY

Torque to Yield під час остаточного кутового дотягування частково переходить у пластичну зону. Після демонтажу такий болт зазвичай замінюють.

Ознаками одноразової процедури можуть бути:

великий попередній момент;
один або кілька кутових доворотів;
вимога встановити новий болт;
контроль максимальної довжини;
заводське покриття різьби.

Уточнення: наявність кутового довороту сама по собі не доводить, що болт TTY. Потрібно користуватися процедурою конкретного двигуна.

Чому важлива сила притискання

Крутний момент часто передається не шпонкою, а тертям між шківом, шестернею, шайбами та торцем колінчастого валу. Болт створює силу, яка стискає ці поверхні.

При недостатньому притисканні:

виникають мікропереміщення;
розбивається шпонковий паз;
деформується шпонка;
зношується торець колінчастого валу;
з'являється биття шківа;
пошкоджується зубчаста шестерня ГРМ;
змінюються фази газорозподілу;
болт поступово відкручується або обривається.

При надмірному притисканні можливі:

пластичне розтягнення невідповідного болта;
пошкодження різьби колінчастого валу;
тріщина шайби або маточини;
деформація шківа;
обрив болта під час затягування;
ускладнений наступний демонтаж.

Роль шпонки

Шпонка допомагає позиціювати шків або шестерню, але не в кожному двигуні розрахована на повне передавання моменту.

Якщо кріплення послабилося, шпонка отримує ударне навантаження. Наслідками можуть бути:

зминання бокових поверхонь шпонки;
розширення паза шківа;
пошкодження паза колінчастого валу;
зміщення міток;
поворот шестерні ГРМ;
неправильний сигнал датчика положення колінчастого валу.

Нова шпонка не відновить розбитий паз. Потрібно оцінити шків, шестерню та сам колінчастий вал.

Типові несправності комплекту

розтягнення центрального болта;
послаблення різьбового з'єднання;
обрив стрижня;
деформація головки болта;
пошкодження внутрішнього або зовнішнього профілю;
витягування різьби;
корозійні раковини;
тріщина чи деформація шайби;
самовідкручування периферійних болтів;
зрізання малих болтів демпфера;
руйнування заводського різьбового покриття;
установлення болтів різної міцності.

Причини пошкодження

повторне використання одноразового болта;
неправильний момент або кут;
затягування гайковертом;
забруднена чи пошкоджена різьба;
мастило на різьбі при вимозі сухого встановлення;
сухе встановлення при вимозі змащування;
неправильна шайба;
неповна посадка шківа на вал;
корозія або бруд між контактними поверхнями;
пошкоджений шпонковий паз;
надмірне биття або руйнування гумового демпфера;
заклинювання навісного агрегату;
різкий обрив або заклинювання приводного ременя;
встановлення невідповідного шківа;
неправильна фіксація колінчастого валу при ремонті.

Ознаки послаблення кріплення

видиме биття шківа під час роботи;
стукіт або клацання в передній частині двигуна;
металевий пил навколо маточини;
зміщення приводного ременя до краю;
нерівномірне зношування доріжок;
повторне послаблення натягу ременя;
вібрація на холостому ходу;
шум при запуску та зупинці двигуна;
помилки синхронізації колінчастого й розподільного валів;
нестабільна робота або ускладнений запуск;
підтікання через передній сальник колінчастого валу;
зміщення мітки шківа відносно фактичної верхньої мертвої точки.

Небезпека: якщо шків помітно хитається, чути удари або з'явилися помилки фаз, двигун потрібно зупинити. Подальша робота може зруйнувати носок колінчастого валу або привід ГРМ.

З чим плутають несправність

розшарування гумового демпфера шківа;
зношений натягувач приводного ременя;
несправний обвідний ролик;
пошкоджений шків генератора;
заклинювання компресора кондиціонера;
підшипник водяного насоса;
несправна опора двигуна;
витік моторної оливи на ремінь;
деформований зубчастий диск датчика колінчастого валу;
пошкодження шестерні привода ГРМ.

Первинна діагностика

Заглушити двигун і не торкатися рухомих деталей.
Оглянути положення шківа відносно сусідніх роликів.
Перевірити доріжки та краї приводного ременя.
Знайти металевий пил або свіжі сліди тертя.
Оглянути центральний болт і периферійні кріплення.
Перевірити гумовий шар демпфера.
Нанести контрольну мітку та коротко спостерігати за обертанням із безпечної відстані.
Перевірити помилки синхронізації сканером.
Порівняти положення мітки верхньої мертвої точки з фактичним положенням двигуна.
За наявності биття демонтувати ремінь і виконати механічний огляд.

Чому не можна перевіряти момент простим дотягуванням

Спроба прикласти ключ і перевірити, чи рухається болт, не показує фактичного зусилля притискання. На результат впливають статичне тертя, різьбовий фіксатор, корозія та попереднє розтягнення.

Для одноразового болта додатковий поворот може:

перевести стрижень за межу допустимої деформації;
пошкодити різьбу;
змінити положення шківа;
спричинити обрив під час подальшої роботи.

При сумніві з'єднання розбирають, перевіряють посадку й установлюють нове кріплення за повною процедурою.

Перевірка після демонтажу

довжина та стан старого болта;
витягування витків різьби;
звуження стрижня;
стан головки й опорної поверхні;
тріщини або прогин шайби;
стан торця колінчастого валу;
стан внутрішньої поверхні шківа;
цілісність шпонки й паза;
відсутність задирів і фретинг-корозії;
положення та стан шестерні ГРМ;
різьбовий отвір у колінчастому валу;
стан переднього сальника.

Підбір комплекту

VIN автомобіля;
код і серійний номер двигуна;
дата виробництва;
OE-номер комплекту;
тип і номер шківа;
діаметр та крок різьби;
довжина болта;
довжина різьбової частини;
профіль головки;
клас міцності;
тип заводського покриття;
наявність і параметри шайби;
кількість периферійних болтів;
звичайна або TTY-конструкція;
процедура моменту й кутового дотягування;
технічна ревізія двигуна.

Два болти з однаковою різьбою можуть відрізнятися міцністю, довжиною пружної ділянки та коефіцієнтом тертя покриття. Підбір лише за фізичними розмірами неприпустимий.

Підготовка до зняття

Вивчити заводську процедуру конкретного двигуна.
Визначити напрям різьби центрального болта.
Зняти приводний ремінь.
Перевірити й зафіксувати фази ГРМ, якщо кріплення утримує шестерню.
Підготувати спеціальний фіксатор колінчастого валу.
Не спирати фіксатор на крихкі зубці або корпуси.
Підготувати головку точного профілю.
Уточнити, чи потрібен новий болт для тимчасового провертання двигуна.
Очистити головку болта від бруду.
Забезпечити безпечний доступ до кріплення.

Безпечна фіксація колінчастого валу

Для утримання використовують спеціальний інструмент, який фіксує маховик, зубчастий вінець або сам шків у передбачених точках.

Не рекомендується:

вмикати передачу й покладатися лише на гальма;
затискати ремінь пасатижами;
вставляти болт у вентиляційний отвір шківа;
спирати монтажну лопатку на алюмінієву кришку;
утримувати вал через ланцюг або ремінь ГРМ;
заклинювати поршень мотузкою чи стороннім предметом.

Зняття старого болта

Установити фіксатор відповідно до процедури.
Переконатися, що двигун не зміщений із контрольного положення.
Використати головку без люфту.
Прикладати зусилля плавно й по осі болта.
Не допускати перекосу подовжувача.
Після зриву відкручувати болт вручну.
Зняти шайбу та запам'ятати її орієнтацію.
За потреби використати правильний знімач шківа.
Не тягнути за зовнішнє гумове кільце демпфера.

Підготовка посадки

очистити торець колінчастого валу;
видалити корозію без зміни розмірів;
очистити внутрішню поверхню шківа;
перевірити шпонку та паз;
перевірити відсутність задирів;
промити й висушити різьбовий отвір;
переконатися, що болт вкручується вручну;
перевірити правильне положення шестерні ГРМ;
замінити пошкоджену шайбу;
усунути витік переднього сальника до складання.

Фрикційні поверхні часто повинні бути сухими й знежиреними. Моторна олива або антипригарна паста між шківом і валом може зменшити здатність з'єднання передавати момент.

Змащування різьби

Умови встановлення визначає виробник. Можливі варіанти:

повністю суха різьба;
тонкий шар моторної оливи;
змащування різьби й опорної поверхні;
новий болт із заводським сухим покриттям;
різьбовий фіксатор визначеного типу.

Самовільна зміна умов тертя призводить до неправильного розтягнення навіть при точному показанні динамометричного ключа.

Установлення шківа та нового комплекту

Сумістити шпонку, паз або контрольні мітки.
Установити шків до повного контакту без ударів по гумовому демпферу.
Установити правильну шайбу потрібною стороною.
Вкрутити центральний болт вручну.
Наживити периферійні болти.
Переконатися у відсутності перекосу.
Установити спеціальний фіксатор колінчастого валу.
Виконати всі етапи затягування.
Затягнути малі болти в установленій послідовності.
Нанести контрольні мітки після завершення.

Затягування моментом і кутом

Типова процедура може включати:

попереднє затягування невеликим моментом;
основний момент;
перший кутовий доворот;
другий кутовий доворот;
окреме затягування периферійних болтів.

Конкретні значення залежать від двигуна. Навіть зовні однакові мотори можуть мати різні болти та процедури.

Для роботи використовують:

відкалібрований динамометричний ключ;
механічний або електронний кутомір;
головку потрібного класу міцності;
жорсткий фіксатор колінчастого валу;
достатній простір для точного довороту.

Що робити при ненормальному затягуванні

Роботу зупиняють, якщо:

болт заклинює до контакту шайби;
момент різко зростає надто рано;
болт обертається без збільшення опору;
під час довороту чути тріск;
пошкоджується профіль головки;
із різьбового отвору виходить стружка;
шків зміщується або сідає з перекосом;
кут досягається з аномально малим зусиллям.

Продовження роботи може зірвати різьбу або обірвати болт у колінчастому валу.

Установлення приводного ременя

перевірити стан ременя;
перевірити натягувач і ролики;
очистити всі доріжки від оливи;
переконатися, що ремінь лежить у кожному струмку;
перевірити співвісність шківів;
повернути двигун вручну на кілька обертів;
повторно перевірити положення ременя;
не запускати двигун із неправильно прокладеним ременем.

Перевірка після ремонту

Провернути двигун вручну.
Перевірити фази ГРМ, якщо знімалася шестерня.
Переконатися у відсутності механічного контакту.
Запустити двигун без різкого підвищення обертів.
Спостерігати за шківом із безпечної відстані.
Перевірити відсутність осьового й радіального биття.
Оцінити роботу приводного ременя.
Прослухати стукіт і скрегіт.
Перевірити передній сальник на витік.
Після дорожнього тесту оглянути контрольні мітки кріплення.

Практичні випадки

Новий болт послабився після короткого пробігу

Між шківом і торцем колінчастого валу залишилася моторна олива. Болт був затягнутий правильно, але фрикційне з'єднання не могло передати крутний момент.

Після заміни шківа з'явилося биття

На посадочній поверхні залишився задир. Шків притиснувся не всією площиною та встановився під невеликим кутом.

Після ремонту двигун не запускався

У конструкції без шпонки разом зі шківом змістилася шестерня колінчастого валу. Фази ГРМ не були зафіксовані перед послабленням центрального болта.

Центральний болт обірвався при довороті

Одноразовий TTY-болт використали повторно. Після першого встановлення його стрижень уже мав залишкове подовження.

Новий болт зірвав різьбу

На різьбу нанесли мідну пасту, хоча процедура вимагала сухого встановлення. При заданому моменті фактичне розтягнення стало надмірним.

Після ремонту з'явився свист ременя

Периферійні болти затягнули нерівномірно. Ремінний шків отримав невеликий перекіс відносно маточини.

Шпонку замінили, але стукіт повернувся

Паз у колінчастому валу вже був розбитий. Нова шпонка швидко отримала ударне навантаження й деформувалася.

Мітка шківа не відповідала верхній мертвій точці

Зовнішнє кільце гумового демпфера провернулося відносно маточини. Болти були справними, але сам шків потребував заміни.

Типові помилки діагностики

вважати будь-яке биття наслідком послабленого болта;
не перевіряти гумовий демпфер;
не оглядати натягувач і ролики;
не перевіряти шпонку та паз;
не контролювати фактичну верхню мертву точку;
ігнорувати помилки синхронізації;
перевіряти момент додатковим дотягуванням;
не оглядати торець колінчастого валу;
не перевіряти причину пошкодження приводного ременя;
ставити діагноз тільки за звуком.

Типові помилки ремонту

повторно використовувати одноразовий болт;
встановлювати кріплення невідомого класу міцності;
застосовувати неправильну шайбу;
затягувати гайковертом;
не використовувати кутомір;
фіксувати вал через привід ГРМ;
використовувати стартер для відкручування;
змащувати сухі фрикційні поверхні;
не очищати різьбовий отвір;
не перевіряти шпонковий паз;
встановлювати шків ударами по зовнішньому кільцю;
не контролювати фази двигуна;
не усувати витік сальника;
встановлювати старий пошкоджений ремінь;
не перевіряти биття після запуску.

Як забезпечити надійний ремонт

підбирати комплект за VIN і кодом двигуна;
застосовувати нові одноразові болти й шайби;
використовувати спеціальний фіксатор;
дотримуватися умов змащування;
очищати різьбу й посадочні поверхні;
перевіряти шпонку, паз і торець вала;
контролювати положення шестерні ГРМ;
затягувати відкаліброваним ключем;
виконувати всі кутові етапи;
перевіряти приводний ремінь і ролики;
контролювати биття після запуску.

Пов'язані товарні групи

Комплекти болтів шківа колінчастого валу
Центральні болти шківа колінчастого валу
Шайби шківа колінчастого валу
Шківи колінвала та демпфери
Колінчасті вали
Сальники колінчастого валу
Ремені приводні
Шпонки колінчастого валу
Шестерні колінчастого валу
Комплекти шківів колінчастого валу

Часті питання

Навіщо міняти болт шківа після демонтажу?

Багато центральних болтів розтягуються при кутовому дотягуванні. Повторне використання може не створити потрібного притискання або завершитися обривом.

Чи можна затягнути болт гайковертом?

Ні. Гайковерт не забезпечує точного моменту й кута та створює ударне навантаження на колінчастий вал і привід ГРМ.

Чи потрібно змащувати різьбу?

Тільки відповідно до заводської процедури. Для різних двигунів передбачені суха різьба, моторна олива або заводське покриття.

Чи передає шпонка весь крутний момент?

Не завжди. У багатьох конструкціях основне навантаження передається тертям стиснутих поверхонь, а шпонка лише задає положення.

Чому шків хитається після заміни?

Можливі забруднена посадка, задир, пошкоджена маточина, розшарування демпфера, неправильна шайба або нерівномірно затягнуті малі болти.

Чи можна перевірити момент без демонтажу?

Просте дотягування не показує фактичного притискання та може пошкодити одноразовий болт. При підозрі з'єднання потрібно дефектувати й зібрати заново.

Що буде, якщо центральний болт послабиться?

Можуть пошкодитися шків, шпонка, шестерня ГРМ і носок колінчастого валу. У частині двигунів змінюються фази газорозподілу.

Чому потрібна спеціальна фіксація валу?

Момент затягування великий. Неправильна фіксація навантажує ремінь, ланцюг, шестерні або корпуси, які для цього не призначені.

Чи можна використовувати стару шайбу?

Тільки якщо це дозволено виробником і шайба не деформована. Частина шайб є одноразовими або має спеціальну форму й покриття.

Що перевірити разом із болтами?

Шків, гумовий демпфер, шайбу, шпонку, паз, торець колінчастого валу, шестерню ГРМ, сальник, ремінь, ролики та натягувач.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще прочитати по цій темі

Висновок

Комплект болтів шківа колінчастого валу створює зусилля, яке утримує шків, маточину й у частині двигунів шестерню ГРМ у точному положенні. Надійність з'єднання залежить від характеристик болта, шайби, чистоти посадки, стану різьби та правильної процедури затягування.

Послаблення кріплення може спричинити биття шківа, пошкодження ременя, шпонки, паза й носка колінчастого валу. У двигунах із фрикційною фіксацією шестерні можливе порушення фаз газорозподілу.

Під час ремонту використовують точний комплект, спеціальний фіксатор, відкалібрований динамометричний ключ і кутомір. Одночасно перевіряють шків, демпфер, шпонку, шайбу, сальник, шестерню ГРМ та весь приводний ремінний механізм.