Механічна частина двигуна / Кривошипно-шатунний механізм

Кривошипно-шатунний механізм

Кривошипно-шатунний механізм, або КШМ, - це основний рухомий механізм двигуна внутрішнього згоряння, який сприймає тиск газів у циліндрах і перетворює зворотно-поступальний рух поршнів на обертання колінчастого валу. Через маховик або приводний диск створений крутний момент передається до трансмісії.

До основних деталей КШМ належать поршні, поршневі кільця, поршневі пальці, шатуни, шатунні вкладиші, колінчастий вал, корінні вкладиші та упорні елементи. Циліндри, гільзи й опори колінчастого валу розташовані в блоці циліндрів і створюють нерухому основу для роботи механізму.

У технічній англомовній документації можуть використовуватися терміни Crank Mechanism, Crankshaft and Connecting Rod Mechanism, Crank Train та Rotating Assembly. Останній термін часто охоплює колінчастий вал, шатуни, поршні, вкладиші, маховик і демпфер, але точний склад залежить від виробника.

Головний принцип: низька компресія, витрата оливи, синій дим або металевий стукіт не доводять несправність конкретної деталі КШМ. Причиною можуть бути клапани, турбокомпресор, система вентиляції картера, форсунки, маховик, привод ГРМ або недостатній тиск моторної оливи.

Не продовжуйте рух при загорянні індикатора низького тиску оливи та появі металевого стукоту.
Не розбирайте двигун лише за результатом одного вимірювання компресії.
Не встановлюйте нові кільця в зношені циліндри без вимірювання геометрії.
Не замінюйте вкладиші без перевірки шийок колінчастого валу й фактичного масляного зазору.
Не міняйте місцями кришки шатунів і корінних опор.
Не обробляйте шийки колінвала наждачним папером замість точного ремонту.
Не використовуйте повторно болти шатунів, якщо виробник передбачає їх заміну.
Не запускайте відремонтований двигун без попереднього створення тиску моторної оливи.
Не затягуйте кріплення довільним моментом.
Не маскуйте стукіт надмірно густою оливою або присадками.

Призначення КШМ

Під час згоряння паливоповітряної суміші тиск у циліндрі діє на днище поршня. Поршень передає силу через палець і шатун на шатунну шийку колінчастого валу. Зміщення шатунної шийки відносно осі корінних шийок створює кривошип, який перетворює лінійний рух на обертання.

Кривошипно-шатунний механізм виконує такі функції:

сприймає тиск газів у циліндрах;
передає зусилля від поршнів до колінчастого валу;
перетворює зворотно-поступальний рух на обертальний;
переміщує поршні під час впуску, стискання та випуску;
передає крутний момент маховику або приводному диску;
приводить масляний насос, газорозподільний механізм та допоміжні системи;
забезпечує робочий об'єм і ступінь стискання двигуна;
сприймає інерційні та ударні навантаження при зміні обертів.

З чого складається кривошипно-шатунний механізм

Група	Основні деталі	Основна функція
Поршнева група	Поршень, кільця, палець, стопорні кільця	Сприймає тиск газів і герметизує циліндр
Шатунна група	Шатун, кришка, втулка, болти, вкладиші	Передає зусилля між поршнем і колінвалом
Колінчаста група	Колінчастий вал, корінні вкладиші, упорні шайби	Перетворює рух і передає крутний момент
Спряжені деталі	Циліндри, гільзи, маховик, демпфер, сальники	Спрямовують рух, накопичують енергію та герметизують вузол

Поршень

Поршень переміщується всередині циліндра, сприймає тиск згоряння і передає його шатуну. Він також відводить частину тепла через кільця до стінки циліндра.

Основні частини поршня:

Днище. Формує частину камери згоряння та сприймає теплове навантаження.
Кільцеві канавки. Утримують компресійні й маслознімні кільця.
Перемички між канавками. Передають тиск від кілець до корпуса.
Бобишки пальця. Утримують поршневий палець.
Спідниця. Спрямовує поршень у циліндрі та сприймає бокове зусилля.
Масляна галерея. У частині дизельних і турбованих двигунів покращує охолодження днища.

Поршень може мати асиметричну спідницю, зміщену вісь пальця, виїмки під клапани та позначку напрямку встановлення. Поворот поршня неправильною стороною змінює його роботу та може спричинити шум або контакт із клапанами.

Поршневі кільця

Поршневі кільця герметизують зазор між поршнем і циліндром, відводять тепло та контролюють кількість моторної оливи на стінці циліндра.

Верхнє компресійне кільце. Сприймає найбільший тиск і температуру.
Друге компресійне кільце. Допомагає герметизації та знімає частину оливи.
Маслознімне кільце. відводить надлишок оливи через отвори в поршні.

Кільця мають визначений профіль, покриття, напрям установлення та тепловий зазор у замку. Неправильна орієнтація або недостатній зазор може призвести до заклинювання кільця після нагрівання.

Поршневий палець

Палець з'єднує поршень із верхньою головкою шатуна. Він може бути плаваючим, напівплаваючим або запресованим у шатун.

Перевіряють:

діаметр пальця;
овальність і конусність;
зазор у бобишках поршня;
зазор у втулці верхньої головки шатуна;
задири та зміну кольору від перегріву;
стан стопорних кілець і канавок.

Шатун

Шатун передає зусилля від поршня до шатунної шийки колінчастого валу. Його верхня головка працює з поршневим пальцем, а рознімна нижня головка охоплює шатунну шийку через вкладиші.

До шатунного вузла належать:

стержень шатуна;
верхня головка;
втулка верхньої головки шатуна;
нижня головка;
кришка шатуна;
болти шатуна;
шатунні вкладиші;
масляні отвори або форсунки в передбачених конструкціях.

Шатун перевіряють на згин, скручування, овальність нижньої головки, пошкодження площин роз'єму та розтягування болтів. Кришка є парною з конкретним шатуном і не повинна переставлятися на інший.

Колінчастий вал

Колінчастий вал складається з корінних і шатунних шийок, щік, противаг, носка та заднього фланця. Корінні шийки спираються на блок, а шатунні зміщені від осі та формують кривошипи.

Противаги зменшують інерційні навантаження. Усередині вала проходять масляні канали, через які олива подається від корінних опор до шатунних шийок.

Перевіряють:

діаметр усіх шийок;
овальність і конусність;
радіальне биття;
тріщини та сліди втоми;
задири й перенесення матеріалу вкладиша;
чистоту внутрішніх масляних каналів;
стан фланця маховика;
шпонковий паз і різьбу носка;
робочі поверхні сальників;
допустимий ремонтний розмір.

Корінні та шатунні вкладиші

Вкладиші утворюють підшипники ковзання. Між поверхнею вкладиша і шийкою колінчастого валу під час роботи повинна формуватися масляна плівка, яка не допускає прямого контакту металів.

Комплект корінних підшипників колінчастого валу утримує вал у блоці. Комплект шатунних підшипників працює між нижніми головками шатунів і шатунними шийками.

На ресурс вкладишів впливають:

тиск і в'язкість моторної оливи;
фактичний масляний зазор;
чистота оливи й масляних каналів;
геометрія шийок;
правильність складання;
детонація та надмірне навантаження;
розрідження оливи пальним;
перегрів двигуна;
часті холодні запуски;
масляне голодування під час поворотів або гальмування.

Упорні елементи колінчастого валу

Упорні шайби колінчастого валу або інтегровані упорні поверхні вкладиша обмежують осьове переміщення вала.

Надмірний осьовий люфт може спричинити:

зміщення колінчастого валу при натисканні зчеплення;
зміну сигналу датчика положення валу;
пошкодження сальників;
контакт щік вала з опорами;
шум під час запуску й зупинки;
нестабільну роботу масляного насоса;
пошкодження блока циліндрів.

Циліндри та гільзи

Циліндр спрямовує поршень і створює робочу поверхню для кілець. Він може бути оброблений безпосередньо в блоці або виконаний як змінна гільза циліндра.

Основні геометричні параметри:

діаметр;
овальність;
конусність;
зазор між поршнем і циліндром;
шорсткість після хонінгування;
виступ гільзи над площиною блока;
співвісність із опорами колінчастого валу.

Нові поршні або кільця не відновлять герметичність, якщо циліндр має надмірну овальність, конусність або глибокі задири.

Маховик і демпфер колінчастого валу

Маховик накопичує кінетичну енергію та згладжує нерівномірність обертання. На двигунах з автоматичною трансмісією замість класичного маховика може використовуватися тонший приводний диск.

На передньому кінці колінчастого валу часто встановлений шків колінчастого валу з гумовим демпфером крутильних коливань. Пошкоджений демпфер може створювати вібрацію та шум, схожі на несправність КШМ.

Як працює КШМ протягом робочого циклу

Впуск. Колінчастий вал через шатун переміщує поршень униз.
Стискання. Поршень рухається вгору й стискає заряд.
Робочий хід. Тиск згоряння штовхає поршень униз і створює крутний момент.
Випуск. Колінчастий вал знову переміщує поршень угору.

Біля верхньої та нижньої мертвих точок поршень змінює напрям руху. У ці моменти виникають значні інерційні навантаження на палець, шатун, болти та вкладиші.

Змащування КШМ

Моторна олива під тиском надходить до корінних опор, проходить каналами колінчастого валу до шатунних шийок і створює гідродинамічну плівку.

Циліндри та поршні можуть змащуватися розбризкуванням, масляним туманом або форсунками охолодження поршнів.

Масляне голодування виникає через:

низький рівень оливи;
несправний масляний насос;
забруднений маслоприймач;
неправильний масляний фільтр;
збільшені зазори у вкладишах;
забруднені канали колінчастого валу;
розрідження оливи пальним;
перегрів і втрата в'язкості;
піноутворення при надмірному рівні;
відлив оливи від маслоприймача при різкому маневрі.

Охолодження поршнів

Частина тепла від поршня передається через кільця до циліндра. У навантажених двигунах під днище додатково подається струмінь моторної оливи.

Закупорена або пошкоджена форсунка охолодження може спричинити локальний перегрів поршня, тріщину днища, прихоплення спідниці або руйнування кільцевих перемичок.

Основні навантаження

тиск згоряння;
інерція поршнів і шатунів;
бокове притискання поршня до циліндра;
крутильні коливання колінчастого валу;
ударні навантаження при детонації;
осьове зусилля від зчеплення або гідротрансформатора;
перегрів і теплове розширення;
нестача або забруднення моторної оливи;
перевищення допустимої частоти обертання;
високе навантаження на низьких обертах.

Типові несправності КШМ

знос поршневих кілець;
закоксування маслознімних кілець;
знос циліндрів двигуна;
задири поршнів і циліндрів;
тріщина або прогар поршня;
руйнування кільцевої перемички;
знос поршневого пальця або втулки шатуна;
згин або скручування шатуна;
знос шатунних вкладишів;
знос корінних вкладишів;
провертання вкладиша;
задири шийок колінчастого валу;
тріщина або деформація колінчастого валу;
надмірний осьовий люфт;
пошкодження болта шатуна;
забруднення масляних каналів;
пошкодження маховика або демпфера.

Знос поршневих кілець

Зношені кільця гірше герметизують камеру згоряння та пропускають більше газів у картер. Маслознімні кільця перестають контролювати оливну плівку.

Можливі ознаки:

підвищена витрата моторної оливи;
синій дим під навантаженням;
підвищений тиск картерних газів;
олива у впускній системі;
зниження компресії;
втрата потужності;
нагар на поршнях і свічках;
забруднення каталізатора й сажового фільтра.

Задири поршнів і циліндрів

Задир виникає при руйнуванні оливної плівки та прямому контакті поверхонь. Причиною можуть бути перегрів, недостатній зазор, неправильна форсунка, змивання оливи паливом, пил у впуску або руйнування поршня.

Ознаки залежать від ступеня пошкодження:

металевий шум;
низька компресія;
висока витрата оливи;
дим із вихлопу;
стружка в оливі;
нестабільна робота;
заклинювання двигуна.

Знос шатунних вкладишів

Збільшений зазор у шатунному підшипнику знижує тиск оливної плівки та дозволяє шатуну ударяти по шийці.

Характерний стукіт часто:

посилюється на прогрітому двигуні;
змінюється при різкому відкритті дроселя;
може зменшуватися при відключенні проблемного циліндра;
супроводжується металевими частинками у фільтрі;
прогресує після падіння тиску моторної оливи.

Продовження роботи може закінчитися провертанням вкладиша, руйнуванням шатуна та пробиттям блока.

Знос корінних вкладишів

Корінні опори утримують колінчастий вал у блоці. При збільшенні зазорів падає тиск оливи, зростає шум і погіршується стабільність положення валу.

Глухий низькочастотний стукіт може посилюватися під навантаженням, але точно відрізнити корінну опору від шатунної тільки на слух не завжди можливо.

Провертання вкладиша

Вкладиш може втратити фіксацію, провернутися в опорі та перекрити масляний отвір. Причинами є перегрів, недостатній натяг у постелі, неправильний розмір, бруд під вкладишем, надмірний зазор або масляне голодування.

Наслідки:

швидке пошкодження шийки;
перегрів шатуна або блока;
втрата тиску оливи;
руйнування посадочного місця;
заклинювання колінчастого валу;
повне руйнування двигуна.

Стук поршня

Поршневий стукіт виникає при надмірному зазорі між спідницею та циліндром. Часто він помітніший після холодного запуску й слабшає після прогрівання, коли поршень розширюється.

Подібний звук можуть створювати палець, гідрокомпенсатори, форсунки, фазорегулятор або натягувач ланцюга. Остаточний висновок роблять після комплексної перевірки.

Стук поршневого пальця

Знос пальця, бобишок або втулки шатуна може створювати дзвінкий металевий звук. Він часто змінюється при переході від навантаження до гальмування двигуном.

Низька компресія

Низька компресія в циліндрах може бути пов'язана з кільцями, циліндрами, поршнем, клапанами або прокладкою головки блока.

Для розділення причин застосовують:

вимірювання компресії двигуна;
пневмотест циліндрів;
ендоскопію циліндрів двигуна;
перевірку картерних газів;
оцінку витрати моторної оливи;
перевірку клапанів і механічних фаз.

Підвищена витрата моторної оливи

Підвищена витрата моторної оливи може виникати через кільця й циліндри, але також через турбокомпресор, сальники клапанів, систему вентиляції картера або зовнішні витоки.

Витрату оцінюють разом із режимом експлуатації, пробігом, димом, станом свічок, впуску, турбіни та тиском картерних газів.

Синій дим

Синій дим із вихлопної труби вказує на згоряння моторної оливи, але не визначає шлях її потрапляння.

дим під навантаженням частіше пов'язаний із кільцями або турбокомпресором;
дим після тривалого холостого ходу може бути пов'язаний із клапанними ущільненнями;
дим після гальмування двигуном потребує перевірки розрідження, клапанів і турбіни;
постійний густий дим може супроводжувати серйозний знос циліндрів.

Низький тиск моторної оливи

Низький тиск може бути причиною або наслідком зношування КШМ. Збільшені зазори у вкладишах створюють надмірний витік оливи, а недостатній тиск прискорює подальше руйнування підшипників.

Перевіряють:

фактичний тиск механічним манометром;
рівень, температуру та в'язкість оливи;
масляний фільтр;
насос і редукційний клапан;
маслоприймач;
зазори корінних і шатунних вкладишів;
зношування опор розподільних валів;
розрідження оливи пальним.

Вібрація двигуна

Вібрація двигуна може бути наслідком різної компресії, погнутого шатуна, неправильної маси поршнів, деформованого колінчастого валу або несправного демпфера.

Перед розбиранням також перевіряють пропуски запалювання, форсунки, маховик, зчеплення, опори двигуна та навісне обладнання.

Коли потрібно негайно зупинити двигун

загорівся індикатор низького тиску оливи;
з'явився сильний глухий або ритмічний металевий стукіт;
тиск оливи нижчий за допустимий;
в оливі або фільтрі є значна кількість металу;
двигун перегрівається;
рівень оливи швидко знижується;
з'явився густий синій дим;
двигун заклинює або важко прокручується;
після гідроудару з'явилися шум і вібрація;
є підозра на руйнування поршня або шатуна.

Початкова діагностика КШМ

Зібрати історію перегріву, масляного голодування та попередніх ремонтів.
Перевірити рівень і стан моторної оливи.
Оглянути оливу та фільтр на металеві частинки.
Виміряти фактичний тиск моторної оливи.
Зчитати помилки й лічильники пропусків.
Виконати діагностику шумів двигуна.
Виміряти компресію.
Виконати пневмотест.
Провести ендоскопію.
Перевірити тиск картерних газів.
Оцінити колір вихлопу.
Лише після локалізації дефекту планувати розбирання.

Діагностика шумів

Характер шуму оцінюють за температурою, частотою, навантаженням і частотою обертання.

Характер звуку	Можливий напрям перевірки	Що ще виключити
Глухий ритмічний стукіт під навантаженням	Шатунні або корінні вкладиші	Маховик, детонація, приводні агрегати
Стук після холодного запуску, що слабшає	Поршень і циліндр	Гідрокомпенсатори, ланцюг ГРМ
Дзвінкий звук при зміні навантаження	Поршневий палець	Детонація, форсунка, клапанний механізм
Удар при натисканні зчеплення	Осьовий люфт колінчастого валу	Маховик, зчеплення, опори двигуна

Прослуховування допомагає визначити напрям, але не замінює вимірювання зазорів і огляд деталей.

Вимірювання компресії

Компресія показує здатність циліндра утримувати тиск під час прокручування. Результат залежить від стану кілець, клапанів, прокладки, фаз, акумулятора й швидкості стартера.

Масляна проба може тимчасово підвищити компресію при зношених кільцях, але не є точним доказом. Олива також може тимчасово ущільнити задир або змінити результат при пошкодженому поршні.

Пневмотест

При пневмотесті стиснене повітря подають у циліндр при закритих клапанах.

шум у картері вказує на витік через поршневу групу;
шум у впуску - на впускний клапан;
шум у вихлопі - на випускний клапан;
бульбашки в бачку - на прокладку, головку або блок;
перетікання в сусідній циліндр - на пошкодження між циліндрами.

Ендоскопія циліндрів

Ендоскоп дозволяє оцінити:

вертикальні задири;
стан хонінгувальної сітки;
тріщини й прогар поршня;
руйнування перемичок;
сліди удару клапанів;
надмірний нагар;
потрапляння охолоджувальної рідини;
сторонній предмет у циліндрі.

Ендоскопія не вимірює овальність і конусність циліндра. Для цього блок потрібно вимірювати нутроміром.

Перевірка картерних газів

Надмірний потік газів у картер може вказувати на кільця, циліндри або пошкодження поршня. Проте результат залежить від навантаження, конструкції вентиляції та справності клапана PCV.

Перевіряють не тільки тиск, а й фактичний потік, розрідження у впуску, масляний туман і стан відділювача оливи.

Аналіз моторної оливи й фільтра

Відпрацьовану оливу перевіряють на:

алюмінієві частинки від поршнів;
залізо від циліндрів і колінчастого валу;
мідь або свинець від вкладишів;
паливо;
охолоджувальну рідину;
густий шлам;
частинки герметика;
запах перегріву.

Масляний фільтр доцільно розрізати спеціальним інструментом і оглянути складки без створення додаткової стружки.

Діагностика після зняття піддона

Доступ через піддон дозволяє:

оглянути маслоприймач;
перевірити осад і металеві частинки;
оцінити боковий зазор шатунів;
оглянути доступні вкладиші;
перевірити осьовий люфт колінчастого валу;
оглянути форсунки охолодження поршнів;
перевірити кріплення кришок;
оцінити поверхню шийок.

Зняття одного вкладиша не дає повної картини. Пошкодження можуть відрізнятися між шийками.

Вимірювання циліндрів

Циліндри вимірюють нутроміром у кількох поясах і двох взаємно перпендикулярних напрямках.

Визначають:

номінальний діаметр;
знос у верхній зоні ходу кілець;
конусність;
овальність;
локальні задири;
відповідність ремонтному розміру;
потрібний зазор нового поршня.

Перевірка поршнів і кілець

виміряти діаметр спідниці у визначеній точці;
перевірити овальність і конусність поршня;
оглянути кільцеві перемички;
виміряти зазор кільця в канавці;
виміряти зазор у замку кільця в циліндрі;
перевірити отвори відведення оливи;
оглянути бобишки пальця;
перевірити напрям установлення;
порівняти масу комплектів.

Перевірка шатунів

ідентифікувати номер циліндра та напрям шатуна;
перевірити згин і скручування;
виміряти отвір нижньої головки після затягування;
перевірити втулку верхньої головки;
оглянути площини роз'єму;
перевірити різьбу та довжину болтів;
оцінити сліди перегріву;
перевірити боковий зазор;
не змішувати кришки між шатунами.

Перевірка колінчастого валу

Шийки вимірюють мікрометром у кількох напрямках і перерізах. Після цього визначають номінальний або ремонтний розмір.

Додатково виконують:

перевірку биття на призмах або стенді;
дефектоскопію на тріщини;
контроль радіусів галтелей;
перевірку твердості після пошкодження;
очищення масляних каналів;
балансування після передбаченого ремонту;
перевірку фланця маховика;
контроль робочих поверхонь сальників.

Перевірка масляного зазору

Масляний зазор визначають за різницею між діаметром опори з установленим вкладишем і діаметром шийки. Для точного вимірювання застосовують мікрометр і нутромір.

Пластикова калібрована нитка може використовуватися як контрольний метод складання, але не замінює перевірку овальності й конусності шийки.

Надто малий зазор спричиняє перегрів і заклинювання. Надто великий знижує тиск оливи й створює ударне навантаження.

Коли достатньо локального ремонту

Локальний ремонт можливий, коли дефект точно визначений, інші деталі залишаються в допуску, а продукти руйнування не поширилися по системі змащення.

Приклади:

заміна пошкодженого сальника колінчастого валу;
заміна маховика або демпфера;
ремонт одного різьбового з'єднання;
заміна кілець після підтвердження справної геометрії циліндрів;
заміна вкладишів колінчастого валу при справних шийках і опорах.

Коли потрібен капітальний ремонт

Капітальний ремонт двигуна потрібен, коли знос охоплює кілька спряжених деталей або номінальні зазори неможливо відновити простою заміною одного компонента.

значна овальність або конусність циліндрів;
задири в кількох циліндрах;
пошкодження шийок колінчастого валу;
провертання вкладиша з руйнуванням опори;
тріщина поршня чи шатуна;
низький тиск оливи через сукупний знос;
металеві частинки в усій системі змащення;
пошкодження блока після перегріву або гідроудару;
велика витрата оливи разом із низькою компресією.

Основні ремонтні операції

миття та дефектування блока;
вимірювання й хонінгування циліндрів;
розточування під ремонтний розмір;
заміна або ремонт гільз;
заміна поршневих кілець;
заміна поршнів і пальців;
перевірка й відновлення шатунів;
шліфування або заміна колінчастого валу;
заміна корінних і шатунних вкладишів;
відновлення постелей блока за дозволеною технологією;
перевірка балансування обертового вузла;
очищення системи змащення;
перевірка масляного насоса та форсунок поршнів.

Підбір деталей КШМ

Деталі підбирають не тільки за моделлю автомобіля. Потрібні:

VIN;
код і номер двигуна;
дата виробництва;
номінальний або ремонтний розмір;
діаметр циліндра;
діаметр корінних і шатунних шийок;
клас поршня та пальця;
товщина й матеріал вкладиша;
положення масляних отворів;
тип упорного підшипника;
маса поршня й шатуна;
тип покриття кілець;
OE-номер і технічна ревізія.

Вкладиш ремонтного розміру не можна встановлювати на номінальну шийку, а номінальний вкладиш не відновить зазор після шліфування колінчастого валу.

Підготовка до складання

ретельно очистити блок і масляні канали;
повторно виміряти всі деталі;
перевірити відповідність ремонтних розмірів;
розкласти шатуни, кришки та поршні за циліндрами;
перевірити напрям установлення;
підготувати нові болти й ущільнення;
перевірити чистоту різьбових отворів;
підготувати монтажне мастило й чисту моторну оливу;
перевірити калібрування вимірювального інструмента;
не наносити герметик у масляні канали.

Установлення колінчастого валу

Установити корінні вкладиші у правильні позиції.
Сумістити масляні отвори.
Змастити робочі поверхні передбаченим матеріалом.
Установити колінчастий вал без ударів.
Розташувати упорні елементи правильною стороною.
Установити кришки корінних опор за номерами й напрямком.
Затягнути кріплення за етапами.
Після кожного етапу перевірити легкість обертання.
Виміряти осьовий люфт.
Перевірити фактичний масляний зазор.

Установлення поршнів і шатунів

Перевірити напрям поршня й шатуна.
Установити кільця правильними сторонами.
Рознести замки за процедурою виробника.
Змастити поршень, кільця й циліндр.
Стиснути кільця відповідною оправкою.
Захистити шийку колінвала від болтів шатуна.
Ввести поршень без ударів по кільцевих перемичках.
Установити шатунний вкладиш і парну кришку.
Затягнути болти визначеним моментом і кутом.
Перевірити боковий зазор шатуна.
Після кожного циліндра прокрутити колінчастий вал.

Контроль перед першим запуском

колінчастий вал обертається рівномірно;
осьовий люфт відповідає допуску;
механічні фази встановлені правильно;
масляний насос заповнений або підготовлений;
маслоприймач і піддон установлені герметично;
у двигун залита правильна олива;
система охолодження заправлена й розповітрена;
стартер і акумулятор справні;
паливо або запалювання можна відключити для створення тиску;
немає інструмента й сторонніх предметів.

Перший запуск після ремонту

Створити тиск моторної оливи без запуску, якщо це передбачено процедурою.
Переконатися, що індикатор тиску згасає.
Запустити двигун без різкого підвищення обертів.
Контролювати фактичний тиск оливи.
Слухати корінні, шатунні та поршневі шуми.
Перевірити витоки моторної оливи й охолоджувальної рідини.
Контролювати температуру.
Зупинити двигун при стукоті, падінні тиску або перегріві.
Після охолодження повторно перевірити рівні.
Дотримуватися режиму приробітку, визначеного технологією ремонту.

Практичні випадки

Нові кільця не усунули витрату оливи

Кільця встановили в циліндри з великою овальністю та конусністю. Компресія трохи покращилася, але маслознімне кільце не могло рівномірно контактувати зі стінкою.

Нові шатунні вкладиші знову застукали

Шатунні шийки мали овальність і задири. Нові вкладиші тимчасово зменшили зазор, але не відновили геометрію колінчастого валу.

Після ремонту тиск оливи залишився низьким

Корінні та шатунні зазори були правильними, але редукційний клапан масляного насоса залишався відкритим через металеву частинку.

Стук поршня помилково прийняли за шатунний

Шум був найсильнішим на холодному двигуні та слабшав після прогрівання. Після вимірювання виявили збільшений зазор спідниці поршня в циліндрі.

Після гідроудару двигун працював майже рівно

Один шатун був трохи зігнутий. Компресія відрізнялася незначно, але висота положення поршня у верхній мертвій точці була меншою, а вібрація зростала під навантаженням.

Вкладиш провернувся після заміни турбокомпресора

Після руйнування турбіни в системі залишилися металеві частинки. Масляні канали й охолоджувач не промили, тому забруднення потрапило до шатунного підшипника.

Синій дим виявився не пов'язаним із кільцями

Компресія, пневмотест і картерні гази були в нормі. Моторна олива потрапляла у впуск через турбокомпресор.

Після складання колінчастий вал обертався туго

Одну кришку корінної опори встановили неправильною стороною. Після затягування порушилася співвісність постелей.

Типові помилки діагностики

робити висновок про кільця лише за компресією;
плутати детонацію зі стуком вкладиша;
не вимірювати тиск моторної оливи манометром;
не оглядати масляний фільтр на метал;
не перевіряти турбокомпресор і вентиляцію картера;
ігнорувати різницю між холодним і гарячим шумом;
оцінювати циліндр лише через ендоскоп;
замінювати вкладиші без вимірювання шийок;
вважати відсутність диму доказом справних кілець;
розбирати двигун до локалізації джерела шуму.

Типові помилки ремонту

встановлювати кільця без перевірки зазору в замку;
плутати верх і низ кільця;
не очищати отвори маслознімних кілець;
змішувати поршні, шатуни та кришки;
не перевіряти масу деталей;
встановлювати неправильний розмір вкладишів;
не суміщати масляні отвори;
залишати бруд під вкладишем;
не перевіряти осьовий люфт;
повторно використовувати розтягувані болти;
затягувати без динамометричного ключа;
не очищати канали колінчастого валу після шліфування;
не перевіряти масляний насос;
не створювати тиск оливи перед запуском;
продовжувати роботу при стукоті після ремонту.

Як продовжити ресурс КШМ

застосовувати моторну оливу потрібної специфікації та в'язкості;
не перевищувати інтервал її заміни;
встановлювати якісний масляний і повітряний фільтри;
контролювати рівень оливи;
усувати витоки й розрідження оливи пальним;
не навантажувати холодний двигун;
не допускати перегріву;
не працювати тривалий час із високим навантаженням на дуже низьких обертах;
своєчасно усувати детонацію та несправності форсунок;
стежити за чистотою впуску;
перевіряти систему вентиляції картера;
реагувати на зміну шуму, тиску оливи та витрати оливи.

Товарні групи TESMA

Поршні двигуна
Комплекти поршневих кілець
Поршневі пальці
Шатуни та болти шатунів
Втулки верхньої головки шатуна
Комплекти шатунних підшипників
Комплекти підшипників колінчастого валу
Упорні шайби колінчастого валу
Колінчасті вали
Гільзи циліндрів
Маховики та приводні диски
Шківи й демпфери колінчастого валу
Сальники колінчастого валу
Повні комплекти прокладок двигуна

Деталі КШМ підбирають за VIN, кодом двигуна, OE-номером, номінальним або ремонтним розміром, геометрією циліндрів і шийок, класом поршня, конструкцією шатуна та фактичними вимірюваннями двигуна.

Часті питання

Що входить до кривошипно-шатунного механізму?

До нього належать поршні, кільця, пальці, шатуни, вкладиші, колінчастий вал і упорні елементи. Циліндри, гільзи, маховик і демпфер є безпосередньо пов'язаними деталями.

Чим небезпечний стукіт шатуна?

Він може швидко перейти в провертання вкладиша, руйнування шийки, обрив шатуна та пошкодження блока.

Чи можна їздити з низьким тиском моторної оливи?

Ні. Недостатній тиск руйнує вкладиші, колінчастий вал, розподільні вали й турбокомпресор.

Чи показує компресія стан поршневих кілець?

Частково. На результат також впливають клапани, прокладка головки, механічні фази й швидкість прокручування. Потрібні пневмотест та інші перевірки.

Чи можна замінити тільки поршневі кільця?

Таке рішення допустиме лише при справних поршнях і геометрії циліндрів, правильному зазорі та придатній поверхні для роботи нових кілець.

Чи можна замінити вкладиші без зняття двигуна?

На частині конструкцій доступ можливий через піддон, але доцільність залежить від стану шийок, блока й причини зношування. Сам доступ не робить ремонт правильним.

Чому нові вкладиші можуть швидко застукати?

Через зношені шийки, неправильний розмір, бруд, недостатній тиск оливи, деформовану постіль або помилки затягування.

Чому синій дим не завжди означає знос кілець?

Олива може надходити через турбокомпресор, напрямні клапанів, сальники штоків або вентиляцію картера.

Що таке ремонтний розмір колінчастого валу?

Це зменшений після шліфування діаметр шийки, для якого застосовуються вкладиші відповідної збільшеної товщини.

Чи потрібно балансувати КШМ?

Балансування потрібне після передбачених змін маси або обробки деталей, а також при складанні високонавантаженого двигуна. Обсяг робіт визначає технологія ремонту.

Що перевірити після капітального ремонту?

Тиск оливи, температуру, компресію, герметичність, витрату оливи, сторонні шуми, картерні гази та стан оливи після початкового пробігу.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще прочитати по цій темі

Висновок

Кривошипно-шатунний механізм перетворює тиск газів у циліндрах на обертання колінчастого валу. Його ресурс залежить від стану поршнів, кілець, циліндрів, шатунів, вкладишів, колінчастого валу, системи змащення й охолодження.

При стукоті, низькому тиску оливи, синьому димі, високій витраті оливи або низькій компресії спочатку локалізують причину. Для цього застосовують вимірювання тиску оливи й компресії, пневмотест, ендоскопію, перевірку картерних газів, аналіз оливи та точні вимірювання деталей.

Під час ремонту недостатньо просто замінити зношений компонент. Потрібно відновити геометрію спряжених поверхонь, масляні зазори, чистоту каналів, співвісність опор і правильне затягування кріплення. Після складання створюють тиск оливи, контролюють обертання колінчастого валу й негайно зупиняють двигун при стукоті, перегріві або падінні тиску.