Комплект подшипников коленчатого вала

Комплект подшипников коленчатого вала - это набор подшипников скольжения, в которых коренные шейки коленвала вращаются относительно блока цилиндров и крышек коренных опор. Каноническое английское название - Crankshaft Bearing Set. Также применяются термины Main Bearing Set и Crankshaft Main Bearings.

В ремонте эти детали обычно называют коренными вкладышами. Это не шариковые и не роликовые подшипники. Каждая опора состоит из двух тонкостенных полуколец, между рабочей поверхностью которых и шейкой коленчатого вала образуется масляная пленка.

Комплект может включать верхние и нижние вкладыши, фланцевый упорный подшипник, отдельные упорные полукольца или комбинацию этих деталей. Подбор выполняют по коду двигателя, диаметрам шеек, размерам коренных постелей и ремонтной группе коленчатого вала.

Главный принцип: новые вкладыши нельзя устанавливать только на основании износа старых. Сначала измеряют шейки коленвала, коренные постели, масляные зазоры, овальность, конусность и осевой люфт.

Не подбирайте вкладыши только по модели автомобиля.
Не устанавливайте стандартный комплект на прошлифованный коленвал.
Не определяйте ремонтный размер только по маркировке старых деталей.
Не шлифуйте рабочую поверхность вкладыша наждачной бумагой.
Не подпиливайте замки и края вкладыша.
Не меняйте местами крышки коренных опор.
Не переставляйте верхние и нижние половины.
Не наносите масло между обратной стороной вкладыша и постелью.
Не запускайте двигатель без предварительного создания давления масла.
Не продолжайте движение при низком давлении масла и металлическом стуке.

Назначение коренных подшипников

Коленчатый вал воспринимает давление сгорания, инерционные нагрузки поршней и шатунов, крутильные колебания, нагрузку от ГРМ, маховика и навесного оборудования. Коренные вкладыши передают эти силы на блок двигателя.

удерживают коленчатый вал в точном положении;
обеспечивают вращение на масляной пленке;
воспринимают радиальные нагрузки;
поддерживают расчетный масляный зазор;
распределяют масло между опорами;
отводят тепло от шеек;
удерживают мелкие загрязнения в мягком слое;
смягчают кратковременные ударные нагрузки;
ограничивают осевое перемещение вала;
защищают коленвал и блок от прямого контакта металла.

Состав комплекта

Верхние коренные вкладыши. Устанавливаются в постели блока и часто имеют отверстия и канавки.
Нижние коренные вкладыши. Устанавливаются в крышки и часто имеют сплошную рабочую поверхность.
Фланцевый вкладыш. Дополнительно ограничивает осевое перемещение коленвала.
Упорные полукольца. Устанавливаются отдельно возле определенной коренной опоры.
Селективные вкладыши. Отличаются цветовой или буквенной группой толщины.

Комплект шатунных подшипников обычно продается отдельно и предназначен для шатунных шеек.

Верхние и нижние вкладыши

Половины одной опоры могут иметь разную конструкцию. Верхний вкладыш получает масло из канала блока и подает его к шейке через отверстие и канавку.

Нижний вкладыш часто не имеет сплошной канавки, благодаря чему увеличивается несущая площадь в нагруженной зоне.

Параметр	Верхняя половина	Нижняя половина
Расположение	Постель блока	Крышка опоры
Масляное отверстие	Часто присутствует	Часто отсутствует
Масляная канавка	Полная или частичная	Обычно отсутствует или короче
Несущая поверхность	Зависит от конструкции	Часто увеличена в зоне нагрузки

Удержание вкладыша в постели

Незатянутый вкладыш имеет немного больший радиус, чем постель. Его края выступают над плоскостью разъема. После затяжки крышки возникает расчетный натяг - crush.

удерживает вкладыш от перемещения;
обеспечивает отвод тепла;
формирует правильную внутреннюю геометрию;
исключает слой масла между вкладышем и постелью.

Замок используется для позиционирования. Основное удержание обеспечивается натягом в затянутой постели.

Конструкция вкладыша

Стальная основа. Обеспечивает жесткость.
Несущий слой. Выполняется из алюминиевого или медного сплава.
Барьерный слой. Разделяет материалы покрытия.
Мягкий верхний слой. Обеспечивает приработку и поглощает мелкие частицы.
Полимерное покрытие. Снижает трение при запуске и кратковременном недостатке масла.

Масляная пленка

Вращающаяся шейка затягивает масло в клиновидный зазор. Давление в пленке отделяет коленчатый вал от рабочей поверхности вкладыша.

На состояние пленки влияют:

масляный зазор;
вязкость и температура масла;
производительность насоса;
частота вращения;
нагрузка на шейку;
геометрия и шероховатость;
топливо, антифриз и абразив в масле;
чистота каналов коленвала.

Малый зазор приводит к перегреву и прихватыванию. Большой зазор снижает давление и усиливает ударную нагрузку.

Стандартные и ремонтные размеры

Стандартный размер

Вкладыши STD устанавливают на шейки заводского номинального диаметра.

Ремонтный размер

После шлифовки диаметр шеек уменьшается. Для восстановления зазора устанавливаются более толстые ремонтные вкладыши.

0,25 мм;
0,50 мм;
0,75 мм;
1,00 мм;
US или Undersize;
первая, вторая и последующие ремонтные группы.

Важно: обозначение 0,25 мм обычно относится к уменьшению диаметра шейки, а не к увеличению толщины одной половины на полные 0,25 мм.

Селективные группы

Некоторые двигатели имеют несколько заводских классов толщины. Подбор выполняется по кодам блока и коленвала либо по точным измерениям.

Упорные элементы

Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается фланцевым вкладышем или отдельными полукольцами.

Осевую нагрузку создают:

выключение сцепления;
гидротрансформатор;
косозубые передачи;
тепловое расширение;
ошибки установки коробки;
неисправности сцепления или трансмиссии.

При установке упорных деталей учитывают сторону рабочего покрытия и положение масляных канавок, указанное производителем.

Причины износа

низкий уровень масла;
низкое давление масла;
задержка подачи после запуска;
неисправный масляный насос;
засоренный маслоприемник;
перекрытые каналы;
неправильный рабочий зазор;
овальные или конусные шейки;
деформированные коренные постели;
абразивное загрязнение масла;
разжижение масла топливом;
попадание антифриза;
перегрев двигателя;
детонация;
нагрузка на холодный двигатель;
ошибки сборки;
неправильное положение вкладышей;
грязь между вкладышем и постелью;
неправильная затяжка крышек;
дисбаланс коленчатого вала.

Виды повреждения

Равномерный износ

Постепенно стирается верхнее покрытие и открывается слой другого цвета. Причиной может быть пробег, загрязнение или недостаточная масляная пленка.

Продольные царапины

Указывают на твердые частицы в масле или неочищенные каналы после ремонта.

Износ одного края

Возможны перекос постели, конусность шейки, деформация коленвала или неправильная крышка.

Усталостное разрушение

Появляются трещины и отделение рабочего слоя. Причинами бывают ударные нагрузки, детонация и неправильный зазор.

Перегрев и прихватывание

Материал темнеет, размазывается или переносится на шейку. Масляная пленка была разрушена.

Проворот вкладыша

Вкладыш смещается, перекрывает масляный канал и повреждает постель. Часто требуется ремонт блока и коленчатого вала.

Электроэрозия

Поверхность получает мелкие кратеры из-за прохождения электрического тока. Проверяют массу двигателя, стартер и генератор.

Признаки неисправности

глухой металлический стук снизу двигателя;
усиление стука под нагрузкой;
низкое давление на горячем двигателе;
мигание индикатора на холостом ходу;
металл в масле и фильтре;
медная или серебристая пыль в поддоне;
задержка давления после запуска;
шум двигателя после холодного запуска;
увеличенный осевой ход коленвала;
изменение шума при нажатии сцепления;
тяжелое вращение двигателя;
заклинивание коленвала.

Двигатель необходимо остановить, если одновременно появились низкое давление масла и металлический стук.

Диагностика без разборки

Проверить уровень и состояние масла.
Уточнить вязкость и допуск.
Измерить давление механическим манометром.
Сравнить холодный и горячий режим.
Проверить датчик давления масла.
Разрезать масляный фильтр.
Проверить масло на металл.
Измерить осевой люфт коленвала.
Локализовать звук стетоскопом.
Проверить насос и редукционный клапан.

Низкое давление может быть связано не только с вкладышами, но и с насосом, фильтром, маслоприемником, редукционным клапаном, маслом и другими внутренними утечками.

Проверка после разборки

все верхние и нижние вкладыши;
характер износа каждой опоры;
диаметры коренных шеек;
овальность и конусность;
шероховатость и задиры;
радиальное биение коленвала;
диаметры коренных постелей;
соосность опор;
состояние крышек;
чистота масляных каналов;
упорные поверхности;
трещины и следы перегрева.

Измерение шеек

Каждую шейку измеряют микрометром в нескольких сечениях и двух перпендикулярных направлениях.

номинальный диаметр;
овальность;
конусность;
неравномерный износ;
стандартная или ремонтная группа.

Штангенциркуль не обеспечивает необходимую точность.

Измерение постелей

Крышки устанавливают на свои места и затягивают по процедуре. Нутромером проверяют:

диаметр каждой постели;
овальность;
деформацию после затяжки;
соосность опор;
влияние болтов и нижней плиты.

Определение масляного зазора

Микрометр и нутромер

Из внутреннего диаметра затянутой опоры с вкладышами вычитают диаметр соответствующей шейки.

Plastigage

Очистить поверхности от масла.
Положить нить вдоль шейки.
Установить и затянуть крышку.
Не вращать коленвал.
Снять крышку.
Сравнить ширину полосы со шкалой.

Метод не показывает овальность, конусность и геометрию постели.

Подбор комплекта

VIN;
код и номер двигателя;
дату производства;
OE-номер;
количество коренных опор;
диаметр и ширину шеек;
стандартный или ремонтный размер;
величину ремонтного уменьшения;
цветовую группу;
масляные отверстия и канавки;
положение упорной опоры;
тип упорных элементов;
материал рабочего слоя;
полимерное покрытие;
техническую ревизию двигателя.

Полировка шеек

Полировка допустима при нормальных размерах, овальности, конусности и твердости поверхности.

Она не устраняет:

глубокие задиры;
овальность;
конусность;
трещины;
потерю твердости;
значительный износ;
изгиб коленвала.

Шлифовка коленчатого вала

Шейки обрабатывают до ремонтного размера только при наличии разрешения производителя и возможности сохранить галтели, твердость и геометрию.

подобрать ремонтные вкладыши;
измерить все шейки;
восстановить правильную поверхность;
очистить внутренние каналы;
проверить биение;
выполнить балансировку при необходимости;
сохранить радиусы переходов.

Подготовка к установке

Очистить блок, крышки и коленвал.
Промыть масляные каналы.
Удалить остатки абразива.
Сверить маркировку комплекта.
Разложить вкладыши по опорам.
Разделить верхние и нижние половины.
Сверить масляные отверстия.
Проверить крышки и направление установки.
Подготовить новые болты.
Уточнить процедуру затяжки.

Установка вкладышей

обратная сторона и постель должны быть чистыми и сухими;
между деталями не должно быть масла и герметика;
замок полностью входит в паз;
масляные отверстия совпадают;
рабочая поверхность смазывается маслом или сборочной смазкой;
упорные элементы устанавливаются правильной стороной;
крышки возвращаются на свои места;
болты наживляются вручную;
затяжка выполняется по заводской схеме.

Проверка вращения

Во время сборки коленвал должен вращаться плавно. Резкое увеличение сопротивления может означать:

неправильный размер;
грязь под вкладышем;
перепутанную крышку;
неправильную ориентацию;
деформацию постели;
изгиб коленвала;
малый зазор;
смещенное упорное полукольцо.

Затяжка коренных опор

соблюдать последовательность;
выполнять предварительные моменты;
использовать точный основной момент;
выполнять угловой доворот;
учитывать боковые болты;
соблюдать условия смазки резьбы;
заменять одноразовый крепеж;
центрировать упорный подшипник по процедуре.

Что проверять одновременно

шатунные подшипники;
коренные и шатунные шейки;
коренные постели блока;
шатуны и крышки;
масляный насос;
редукционный клапан;
маслоприемник;
масляные форсунки;
каналы блока и коленвала;
комплект прокладок картера;
сальники коленчатого вала;
упорные поверхности;
маховик и балансировку.

Первый запуск

Заполнить насос и каналы.
Установить новый масляный фильтр.
Залить правильное масло.
Провернуть двигатель вручную.
Создать давление без запуска.
Проверить время выключения индикатора.
Запустить без повышения оборотов.
Измерить давление манометром.
Прослушать нижнюю часть двигателя.
Проверить масло и фильтр после обкатки.

Практические случаи

Новые вкладыши быстро начали стучать

Их установили на овальные шейки без шлифовки.

Коленвал вращался туго

Одна коренная крышка была установлена на чужое место.

Новый вкладыш провернулся

Между его обратной стороной и постелью осталось масло.

Низкое давление сохранилось

Редукционный клапан масляного насоса оставался открытым.

На новом вкладыше появились царапины

После шлифовки не очистили внутренний канал коленвала.

Быстро износились упорные полукольца

Неисправное сцепление постоянно нагружало коленвал в осевом направлении.

Опоры изнашивались неравномерно

Коленчатый вал был изогнут, а коренные постели потеряли соосность.

После ремонта двигатель заклинил

Ремонтные вкладыши установили на шейки стандартного диаметра.

Ошибки диагностики

считать любой стук неисправностью коренных вкладышей;
оценивать давление только по лампе;
не использовать манометр;
не разрезать масляный фильтр;
не проверять шатунные вкладыши;
не измерять осевой люфт;
делать вывод по одному вкладышу;
не искать причину разрушения масляной пленки;
не проверять масло на топливо и антифриз;
игнорировать геометрию блока.

Ошибки ремонта

установка без измерения шеек;
путаница между STD и ремонтным размером;
смешивание селективных групп;
перестановка коренных крышек;
перепутанные половины;
перекрытый масляный канал;
масло или грязь под вкладышем;
повреждение при установке;
неправильное положение упорных деталей;
повторное использование болтов;
ошибка момента и угла;
отсутствие проверки зазора;
грязные масляные каналы;
запуск без предварительной смазки;
неисправный масляный насос.

Связанные товарные группы

Частые вопросы

Входят ли шатунные вкладыши в комплект?

Обычно нет. Коренные и шатунные подшипники поставляются отдельными комплектами.

Можно ли заменить вкладыши без шлифовки коленвала?

Только если диаметр, овальность, конусность и поверхность шеек соответствуют норме.

Как определить ремонтный размер?

Необходимо измерить все шейки микрометром и сравнить результат с заводскими размерами.

Можно ли использовать Plastigage?

Да, для контрольного измерения зазора. Метод не заменяет проверку геометрии микрометром и нутромером.

Нужно ли смазывать вкладыши?

Рабочую поверхность смазывают, а обратную сторону и постель оставляют чистыми и сухими.

Для чего нужен замок?

Он задает положение вкладыша при установке. От проворота деталь защищает натяг в постели.

Почему вкладыш проворачивается?

Из-за потери масляной пленки, перегрева, неправильного зазора, деформации постели или ошибок сборки.

Можно ли заменить только один вкладыш?

Сначала проверяют все опоры, коленвал и систему смазки. Повреждение одной опоры часто имеет общую причину.

Почему давление осталось низким?

Возможны неисправность насоса, редукционного клапана, маслоприемника, неправильные зазоры или другие внутренние утечки.

Что проверить после ремонта?

Давление масла, отсутствие стука, плавность вращения, осевой люфт, чистоту масла и фильтра, герметичность и работу системы смазки.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Комплект подшипников коленчатого вала обеспечивает вращение коленвала на гидродинамической масляной пленке и передает нагрузку на блок двигателя. В набор входят верхние и нижние коренные вкладыши, а также фланцевый упорный подшипник или отдельные полукольца.

Надежный ремонт начинается с измерения шеек, постелей, радиальных зазоров и осевого люфта. Одновременно проверяют масляный насос, маслоприемник, каналы и причину повреждения старых вкладышей.

Новый комплект не исправит овальные шейки, деформированные постели, загрязненную систему смазки или недостаточное давление масла. Ресурс двигателя зависит от точного подбора размера, чистой сборки, правильной затяжки и предварительного заполнения системы маслом.