Механічна частина двигуна / Ремонт - Механічна частина двигуна / Заміна вкладишів колінчастого вала

Заміна вкладишів колінчастого вала

Заміна вкладишів колінчастого вала - це ремонтна операція з відновлення робочих пар між корінними шийками й блоком циліндрів, а також між шатунними шийками та нижніми головками шатунів.

Вкладиші є тонкостінними підшипниками ковзання. Під час роботи вони не повинні постійно контактувати з колінчастим валом металом по металу. Шийка обертається на гідродинамічній плівці моторної оливи, яка формується за правильного зазору, тиску, в'язкості та чистоти системи змащення.

Заміна вкладишів не зводиться до встановлення нових півкілець замість старих. Перед складанням потрібно виміряти шийки колінчастого вала, перевірити постелі блока, шатуни, масляні канали, насос, маслоприймач і причину попереднього пошкодження.

Основне правило: нові вкладиші не виправляють овальні, конусні, перегріті або подряпані шийки колінчастого вала. Встановлення нового комплекту без вимірювань часто закінчується повторним стуком, падінням тиску або провертанням вкладиша.

Корінні та шатунні вкладиші виконують різні функції й мають різні розміри.
Стандартний і ремонтний розмір не можна визначати лише за моделлю автомобіля.
Масляний зазор перевіряють вимірювальним інструментом.
Кришки шатунів і корінних опор не можна переставляти місцями.
Замки вкладишів позиціонують деталь, але не утримують її від провертання самостійно.
Після ремонту обов'язково перевіряють фактичний тиск моторної оливи.

Зміст

Для чого потрібні вкладиші
Корінні та шатунні вкладиші
Конструкція вкладиша
Коли потрібна заміна
Основні симптоми
Причини пошкодження
Що означає провертання вкладиша
Діагностика до розбирання
Вимірювання тиску оливи
Перевірка масляного фільтра
Демонтаж піддона й деталей
Маркування кришок і шатунів
Огляд старих вкладишів
Вимірювання шийок
Овальність і конусність
Перевірка постелей
Перевірка шатунів
Стандартний і ремонтний розмір
Перевірка масляного зазору
Використання Plastigage
Упорні півкільця й осьовий зазор
Масляні отвори та канавки
Установлення нових вкладишів
Затягування кришок
Масляний насос і маслоприймач
Очищення системи змащення
Остаточне складання
Перший запуск
Контроль після ремонту
Типові помилки
Коли простої заміни недостатньо
Правила безпеки
Товарні групи TESMA
Часті питання

Для чого потрібні вкладиші

Вкладиші створюють змінну робочу поверхню між колінчастим валом і корпусними деталями двигуна.

Вони виконують декілька функцій:

підтримують колінчастий вал у розрахунковому положенні;
сприймають навантаження від тиску згоряння;
формують точний масляний зазор;
розподіляють моторну оливу по поверхні шийки;
приймають на себе частину дрібних забруднень;
захищають дорожчі деталі від безпосереднього тертя;
допомагають відводити тепло від шийок.

Для нормальної роботи потрібне поєднання правильної геометрії, натягу вкладиша в постелі, чистих масляних каналів і стабільної подачі оливи.

Корінні та шатунні вкладиші

Корінні вкладиші

Корінні вкладиші встановлюються між корінними шийками колінчастого вала та постелями блока циліндрів.

Вони утримують колінчастий вал у блоці та сприймають загальне навантаження від усіх циліндрів.

Шатунні вкладиші

Шатунні вкладиші розташовані між шатунними шийками колінчастого вала та нижніми головками шатунів.

Вони працюють під значними циклічними навантаженнями, які різко змінюються під час згоряння, стискання та зміни напрямку руху поршня.

Як улаштований вкладиш

Типовий вкладиш має:

сталеву основу;
проміжний антифрикційний шар;
тонке робоче покриття;
замок для позиціонування;
масляну канавку або отвір, якщо вони передбачені;
точну зовнішню кривизну для встановлення з натягом.

Робочу поверхню не можна шліфувати наждачним папером, дряпати інструментом або встановлювати забрудненою.

Коли може знадобитися заміна вкладишів

підтверджений шатунний або корінний стукіт;
низький тиск моторної оливи;
металеві частинки в піддоні чи фільтрі;
провертання вкладиша;
масляне голодування двигуна;
перегрів або заклинювання колінчастого вала;
капітальний ремонт двигуна;
шліфування або заміна колінчастого вала;
пошкодження шатуна;
надмірний масляний зазор;
неправильне попереднє складання.

Вкладиші не є звичайною регламентною деталлю, яку потрібно періодично міняти без діагностики.

Основні симптоми пошкодження

глухий металевий стукіт під навантаженням;
стукіт, що посилюється з обертами;
короткий стукіт після холодного запуску;
падіння тиску на прогрітому холостому ходу;
миготіння лампи тиску оливи;
металевий блиск у відпрацьованій оливі;
мідний або сріблястий пил у фільтрі;
підвищена температура моторної оливи;
заклинювання двигуна;
нерівномірне обертання колінчастого вала вручну.

Схожі звуки можуть створювати поршень, палець, двомасовий маховик, форсунка або привід ГРМ. Тому перед розбиранням проводиться діагностика шумів двигуна.

Чому пошкоджуються вкладиші

низький рівень моторної оливи;
зношений або несправний масляний насос;
забитий маслоприймач;
забруднені масляні канали;
неправильна в'язкість або допуск оливи;
занадто довгі інтервали заміни;
паливо або антифриз у моторній оливі;
перегрів двигуна;
детонація;
високе навантаження на низьких обертах;
абразивні частинки після ремонту;
неправильний масляний зазор;
овальні шийки колінчастого вала;
деформований шатун;
неправильний момент затягування;
помилковий ремонтний розмір;
перший запуск без попереднього створення тиску.

Що означає провертання вкладиша

Вкладиш повинен щільно сидіти в постелі завдяки конструктивному натягу. Його зовнішня поверхня не повинна рухатися відносно шатуна або блока.

При втраті масляної плівки робоча поверхня перегрівається й прихоплюється до шийки. Колінчастий вал може провернути вкладиш у постелі.

Наслідки:

перекриття масляного отвору;
руйнування замка;
пошкодження постелі;
перегрів шатуна;
пошкодження шийки;
зменшення натягу нового вкладиша;
ризик обриву шатуна.

Після провертання недостатньо встановити новий вкладиш. Потрібно виміряти постіль, шатун, шийку й оцінити можливість відновлення.

Діагностика до розбирання

До демонтажу бажано:

зафіксувати режим появи стуку;
виміряти тиск моторної оливи;
перевірити рівень і стан оливи;
розкрити масляний фільтр;
перевірити помилки й оберти двигуна;
локалізувати звук електронним або механічним стетоскопом;
виключити детонацію;
оцінити тиск у циліндрах і характер навантаження;
перевірити історію ремонту й обслуговування.

Основний розділ: «Діагностика механічної частини двигуна».

Вимірювання тиску моторної оливи

Лампа на панелі показує лише падіння нижче встановленого порога. Для ремонту потрібне фактичне вимірювання механічним манометром або точним сервісним датчиком.

Тиск перевіряють:

після холодного запуску;
на повністю прогрітому холостому ходу;
при визначених обертах;
за температури оливи, встановленої виробником.

Якщо горить лампа тиску оливи, двигун не слід продовжувати експлуатувати до перевірки.

Перевірка масляного фільтра

Відпрацьований масляний фільтр розрізають без утворення додаткової металевої стружки.

У складках шукають:

мідні частинки;
сріблястий метал;
сталеву стружку;
алюмінієвий пил;
залишки герметика;
густий шлам.

Колір частинок може допомогти визначити шар вкладиша, який почав руйнуватися, але остаточний висновок роблять після розбирання.

Демонтаж піддона та доступ до вкладишів

Спосіб доступу залежить від конструкції автомобіля.

Може знадобитися:

зняття захисту двигуна;
демонтаж масляного піддона;
підтримування силового агрегату;
часткове опускання підрамника;
зняття маслоприймача;
демонтаж масляного насоса;
зняття коробки передач;
повне зняття двигуна.

Заміна вкладишів знизу без демонтажу колінчастого вала допустима лише для окремих двигунів і тільки після підтвердження придатності шийок та постелей.

Маркування кришок і шатунів

Перед розбиранням фіксують:

номер циліндра;
напрямок установлення шатуна;
положення кришки;
положення замків вкладишів;
маркування розмірної групи;
розташування упорних елементів;
положення корінних кришок.

Кришка шатуна є обробленою разом із конкретним шатуном. Її не можна перевертати або встановлювати на інший шатун.

Що показує поверхня старого вкладиша

Рівномірне полірування

Може відповідати нормальному тривалому зношенню за правильного зазору.

Глибокі подряпини

Вказують на абразив, металеву стружку або забруднення масляних каналів.

Мідний шар

Означає зношення верхнього антифрикційного покриття.

Синій або чорний перегрів

Свідчить про втрату масляної плівки та високу температуру.

Знос з одного краю

Може бути наслідком перекосу шатуна, конусної шийки або деформації постелі.

Кавітаційні точки

Можуть виникати через коливання тиску, детонацію або особливості навантаження.

Вимірювання шийок колінчастого вала

Кожну шийку вимірюють точним мікрометром у декількох місцях.

Визначають:

фактичний діаметр;
овальність;
конусність;
відповідність стандартному або ремонтному розміру;
наявність локального зносу;
стан галтелей;
шорсткість поверхні;
сліди перегріву;
тріщини.

Подряпину, яка відчувається нігтем, не можна автоматично вважати придатною лише тому, що загальний діаметр ще близький до норми.

Овальність і конусність шийки

Овальність визначають порівнянням діаметрів у взаємно перпендикулярних напрямках.

Конусність визначають порівнянням діаметрів біля різних країв шийки.

Навіть невелике відхилення може:

створити нерівномірний масляний зазор;
перевантажити край вкладиша;
зменшити товщину масляної плівки;
викликати локальний перегрів;
прискорити повторне руйнування.

Перевірка постелей корінних опор

Новий вкладиш повинен бути щільно затиснутий у круглій і співвісній постелі.

Перевіряють:

діаметр постелей після затягування кришок;
співвісність;
овальність;
стан площин стику;
тріщини;
сліди провертання;
правильність кришок;
стан різьби болтів.

Пошкоджена постіль може потребувати лінійного розточування або заміни блока.

Перевірка шатунів

Шатун після перегріву чи провертання вкладиша перевіряють особливо ретельно.

Контролюють:

діаметр нижньої головки;
овальність;
стан площин кришки;
деформацію й скручування;
втулку поршневого пальця;
масляний канал;
болти шатуна;
сліди перегріву.

Якщо нижня головка втратила геометрію, новий вкладиш не матиме потрібного натягу.

Стандартний і ремонтний розмір вкладишів

Стандартні вкладиші призначені для шийок номінального діаметра.

Після шліфування колінчастого вала встановлюються вкладиші відповідного ремонтного розміру. Наприклад, позначення може вказувати на зменшення діаметра шийки, але система маркування залежить від виробника.

Підбір виконують за:

VIN-кодом;
кодом двигуна;
OEM-номером;
маркуванням блока й вала;
фактичним діаметром шийки;
розміром постелі;
потрібним масляним зазором;
ремонтним розміром після оброблення.

Перевірка масляного зазору

Масляний зазор - це різниця між внутрішнім діаметром установленого й затягнутого вкладиша та діаметром відповідної шийки.

Його можна визначати:

нутроміром і мікрометром;
спеціальним вимірювальним обладнанням;
каліброваною ниткою Plastigage як контрольною перевіркою.

Занадто малий зазор погіршує проходження оливи й може спричинити прихоплення. Занадто великий знижує тиск і послаблює масляну плівку під навантаженням.

Як використовують Plastigage

Очистити й висушити шийку та робочу поверхню вкладиша.
Установити короткий відрізок каліброваної нитки вздовж шийки.
Установити кришку без провертання колінчастого вала.
Затягнути кріплення за процедурою.
Зняти кришку.
Порівняти ширину розчавленої нитки зі шкалою.
Очистити залишки матеріалу.

Plastigage не замінює повну перевірку овальності й конусності шийки. Він показує зазор лише в конкретному положенні.

Упорні півкільця та осьовий зазор

Осьове положення колінчастого вала контролюють упорні поверхні вкладиша або окремі півкільця.

Надмірний осьовий зазор може спричинити:

удар при натисканні зчеплення;
зміщення колінчастого вала;
пошкодження сальників;
порушення роботи датчика положення;
знос упорних поверхонь;
пошкодження блока.

Півкільця встановлюють правильною робочою стороною відповідно до документації.

Масляні отвори й канавки

Верхні та нижні половини комплекту можуть відрізнятися.

Перед установленням перевіряють:

збіг масляних отворів;
розташування канавок;
правильність замків;
відповідність кожної половини її постелі;
відсутність задирів на краях;
чистоту каналів колінчастого вала.

Перекритий отвір може залишити шийку без змащення вже під час першого запуску.

Установлення нових вкладишів

Ретельно очистити постіль.
Не наносити оливу між зовнішньою поверхнею вкладиша та постіллю.
Установити замок у відповідний паз.
Переконатися в повній посадці.
Не торкатися робочої поверхні брудними руками.
Нанести складальну оливу або передбачене мастило на робочу поверхню.
Перевірити масляні отвори.
Установити кришку в початковому напрямку.
Перевірити легкість обертання після кожної опори.

Зовнішня поверхня повинна бути сухою й чистою, щоб забезпечити правильний контакт і відведення тепла.

Затягування корінних і шатунних кришок

Використовують:

точну послідовність;
встановлений момент;
доворот на кут, якщо він передбачений;
нові болти, якщо старі є одноразовими;
правильний стан різьби;
вказане виробником змащення різьби.

Після затягування кожної опори перевіряють, чи не став колінчастий вал обертатися значно тугіше.

Перевірка масляного насоса й маслоприймача

Масляний насос перевіряють за заводськими зазорами й станом редукційного клапана.

Також перевіряють:

сітку маслоприймача;
герметичність трубки;
ущільнювальне кільце;
тріщини корпуса;
привід насоса;
забруднення герметиком;
масляний радіатор;
корпус фільтра.

Встановлення нових вкладишів із несправним насосом не має сенсу.

Очищення системи змащення

Після руйнування вкладиша метал розноситься по всій системі.

Потрібно очистити або перевірити:

піддон;
маслоприймач;
канали блока;
канали колінчастого вала;
масляний насос;
масляний радіатор;
корпус фільтра;
турбокомпресор;
форсунки охолодження поршнів;
систему зміни фаз.

Деякі охолоджувачі неможливо гарантовано очистити від дрібної металевої стружки, тому їх замінюють.

Остаточне складання

Перед установленням піддона:

перевіряють обертання колінчастого вала;
вимірюють осьовий зазор;
перевіряють моменти всіх кришок;
контролюють установлення маслоприймача;
перевіряють чистоту піддона;
дозовано наносять герметик;
установлюють новий масляний фільтр;
заливають моторну оливу правильного допуску.

Перший запуск після заміни

Заповнити масляний насос, якщо цього потребує конструкція.
Відключити подачу пального або запалювання.
Прокрутити двигун для створення тиску, якщо процедура це дозволяє.
Підтвердити появу тиску манометром.
Запустити двигун без різкого підвищення обертів.
Контролювати тиск і сторонні звуки.
Перевірити витоки.
Заглушити двигун при відсутності тиску або сильному стукоті.

Якщо лампа тиску не гасне в передбачений час, не слід багаторазово запускати двигун у надії, що система самостійно заповниться.

Контроль після ремонту

Після контрольного прогрівання перевіряють:

тиск на гарячому холостому ходу;
тиск при заданих обертах;
сторонні звуки;
температуру моторної оливи;
витоки;
рівень оливи;
стан фільтра після встановленого інтервалу;
наявність металу в оливі.

Режим обкатки залежить від того, чи ремонтувалися тільки вкладиші, чи також шийки, циліндри, поршні й кільця.

Типові помилки

заміна без вимірювання шийок;
встановлення неправильного ремонтного розміру;
шліфування робочої поверхні вкладиша;
переставлені кришки шатунів;
перевернута корінна кришка;
перекритий масляний отвір;
олива під зовнішньою поверхнею вкладиша;
бруд або ворс у постелі;
неправильний момент затягування;
повторне використання одноразових болтів;
неперевірений масляний насос;
неочищений масляний радіатор;
перший запуск без створення тиску;
ігнорування деформованого шатуна;
спроба приховати великий зазор густішою оливою.

Коли простої заміни вкладишів недостатньо

шийки мають глибокі задири;
перевищена овальність або конусність;
колінчастий вал тріснув;
пошкоджені галтелі;
шатунна постіль деформована;
корінні постелі втратили співвісність;
вкладиш провернуло й зруйнувало посадку;
масляні канали неможливо очистити;
двигун довго працював зі стуком;
є пошкодження поршнів, циліндрів або блока.

У такому випадку потрібні шліфування або заміна вала, відновлення шатунів, механічна обробка блока чи капітальний ремонт двигуна.

Правила безпеки

надійно підтримувати двигун і підрамник;
не працювати під автомобілем, який стоїть лише на домкраті;
не провертати двигун при незатягнутих кришках;
не допускати падіння шатуна на шийку;
захищати поверхні шийок від ударів;
користуватися справним динамометричним ключем;
не запускати двигун без піддона й маслоприймача;
правильно утилізувати моторну оливу;
захищати очі під час очищення каналів;
не використовувати стиснене повітря без контролю напрямку.

Товарні групи TESMA

Колінчастий вал і підшипники ковзання

Система змащення

Ущільнення й пов'язані деталі

Вкладиші підбирають за VIN-кодом, точним кодом двигуна, OEM-номером, типом опори, номінальним або ремонтним розміром, маркуванням розмірної групи та фактичними вимірюваннями шийок і постелей.

Часті питання

Чи можна замінити вкладиші без зняття двигуна?

На деяких двигунах доступ до шатунних або частини корінних вкладишів можливий знизу. Але шийки, постелі й масляні зазори все одно потрібно перевірити.

Чи можна встановити стандартні вкладиші на шліфований вал?

Ні. Потрібен ремонтний розмір, що відповідає фактичному діаметру шийки після оброблення.

Чи допоможе заміна вкладишів при стукоті?

Тільки якщо причина точно підтверджена, а шийки, шатуни й постелі залишилися придатними.

Чи можна полірувати шийку наждачним папером?

Самовільне ручне шліфування може порушити геометрію та шорсткість. Оброблення виконується на спеціальному обладнанні.

Для чого потрібен Plastigage?

Він дозволяє приблизно перевірити фактичний масляний зазор у зібраній опорі.

Чому новий вкладиш може провернутися?

Через пошкоджену постіль, неправильний натяг, малий зазор, відсутність оливи, забруднення, неправильний момент або деформований шатун.

Чи потрібно міняти масляний насос?

Не завжди, але його обов'язково перевіряють. При критичному зносі або пошкодженні насос замінюють.

Чи можна встановити лише один новий шатунний вкладиш?

Пошкоджену опору ремонтують за результатами дефектування, але перевірити потрібно всі шийки й усі вкладиші.

Чому після ремонту низький тиск оливи?

Можливі завеликий зазор, несправний насос, негерметичний маслоприймач, забруднений канал, неправильна олива або помилка складання.

Чи потрібна рання заміна оливи після ремонту?

Її строк визначає майстерня та обсяг робіт. Після серйозного ремонту часто передбачають ранній контроль оливи й фільтра.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Заміна вкладишів колінчастого вала є точним ремонтним процесом, а не просто перестановкою тонких металевих деталей. Результат залежить від стану шийок, постелей, шатунів, системи змащення та правильно підібраного масляного зазору.

Перед складанням потрібно визначити діаметри, овальність, конусність, осьовий зазор і ремонтний розмір. Після пошкодження необхідно очистити всі масляні канали, перевірити насос і маслоприймач та усунути першопричину масляного голодування.

Якщо шийка має критичні задири, постіль деформована або вкладиш провернуло, проста заміна комплекту ненадійна. Потрібне професійне відновлення колінчастого вала, шатуна чи блока або комплексний ремонт двигуна.