Комплект шатунных подшипников

Комплект шатунных подшипников - это набор тонкостенных подшипников скольжения, устанавливаемых в нижние головки шатунов и работающих на шатунных шейках коленчатого вала. Каноническое английское название - Conrod Bearing Set. Также применяются термины Connecting Rod Bearing Set и Rod Bearing Set.

В ремонтной практике детали называют шатунными вкладышами. Каждая опора состоит из двух полуколец: одно устанавливается в тело шатуна, второе - в его крышку. Во время работы между шейкой коленвала и вкладышем образуется масляная пленка.

Комплект подбирают по коду двигателя, диаметру и ширине шатунных шеек, конструкции шатуна, стандартному или ремонтному размеру и селективной группе толщины.

Главный принцип: установка новых вкладышей без измерения шатунных шеек, нижних головок шатунов и фактического масляного зазора не является полноценным ремонтом.

Не подбирайте комплект только по модели автомобиля.
Не устанавливайте стандартные вкладыши на прошлифованные шейки.
Не определяйте ремонтный размер только по старой маркировке.
Не меняйте местами шатуны и крышки.
Не переворачивайте крышку относительно шатуна.
Не подпиливайте замки и края вкладышей.
Не шлифуйте рабочее покрытие наждачной бумагой.
Не наносите масло между обратной стороной вкладыша и шатуном.
Не используйте старые одноразовые болты шатуна.
Не запускайте двигатель без предварительного заполнения системы смазки.

Назначение шатунных подшипников

При сгорании смеси поршень через шатун передает значительную нагрузку на шатунную шейку. Направление и величина нагрузки постоянно изменяются.

обеспечивают движение шатуна относительно шейки;
передают силу от поршня к коленвалу;
поддерживают расчетный масляный зазор;
распределяют нагрузку по поверхности;
отводят тепло;
уменьшают потери на трение;
поглощают мелкие загрязнения мягким слоем;
защищают шатун и коленвал;
обеспечивают подачу масла к паре трения;
поддерживают положение шатуна на шейке.

Отличие от коренных подшипников

Тип	Расположение	Назначение
Шатунный	Нижняя головка шатуна и шатунная шейка	Передача нагрузки от поршня
Коренной	Блок двигателя и коренная шейка	Удержание коленчатого вала в блоке
Втулка верхней головки	Шатун и поршневой палец	Работа поршневого пальца

Втулки верхней головки шатуна обычно не входят в комплект шатунных вкладышей.

Состав комплекта

Для рядного четырехцилиндрового двигателя полный набор обычно содержит восемь полуколец - по две половины на каждый шатун.

одинаковые верхние и нижние половины;
отдельно обозначенные вкладыши для шатуна и крышки;
детали с разным материалом рабочего слоя;
усиленные верхние половины;
вкладыши с полимерным покрытием;
детали одной или нескольких селективных групп.

Болты шатуна обычно заказываются отдельно.

Верхние и нижние половины

В некоторых двигателях обе половины одинаковы. В других верхний вкладыш, воспринимающий основную нагрузку сгорания, имеет другое покрытие или материал.

толщина рабочего слоя;
цветовая маркировка;
полимерное покрытие;
расположение замка;
масляное отверстие;
ширина;
форма фасок.

Удержание вкладыша

Радиус незатянутого вкладыша немного больше радиуса постели. После затяжки крышки возникает расчетный натяг - crush.

прижимает вкладыш к шатуну;
предотвращает проворот;
обеспечивает отвод тепла;
формирует правильную геометрию опоры.

Замок преимущественно позиционирует деталь. Основное удержание создается натягом.

Конструкция вкладыша

Стальная основа. Обеспечивает форму и жесткость.
Несущий слой. Выполняется из алюминиевого или медного сплава.
Барьерный слой. Стабилизирует многослойную структуру.
Мягкое покрытие. Обеспечивает приработку.
Полимерный слой. Уменьшает трение при запуске.

Масляная пленка

Вращающаяся шейка затягивает масло в клиновидный зазор. Давление в пленке разделяет металлические поверхности.

На ее состояние влияют:

рабочий зазор;
вязкость и температура масла;
производительность насоса;
обороты двигателя;
нагрузка;
геометрия шейки и шатуна;
чистота каналов;
топливо, антифриз и абразив в масле.

Малый зазор приводит к перегреву и прихватыванию. Большой вызывает падение давления и стук.

Стандартные и ремонтные размеры

Стандартный размер

Вкладыши STD предназначены для шеек заводского номинального диаметра.

Ремонтный размер

После шлифовки диаметр шейки уменьшается, поэтому устанавливаются более толстые вкладыши.

0,25 мм;
0,50 мм;
0,75 мм;
1,00 мм;
US или Undersize;
ремонтные группы.

Важно: обозначение 0,25 мм обычно относится к уменьшению диаметра шейки. Маркировку проверяют по каталогу производителя.

Селективные группы

Некоторые двигатели используют несколько заводских классов толщины. Их подбирают по кодам деталей или результатам измерений.

Причины износа

низкий уровень масла;
низкое давление масла;
задержка подачи после запуска;
неисправный масляный насос;
засоренный маслоприемник;
перекрытые каналы коленвала;
разжижение масла топливом;
попадание антифриза;
абразивные частицы;
неподходящая вязкость;
перегрев;
детонация;
чрезмерный наддув;
нагрузка на холодный двигатель;
гидроудар;
овальные шейки;
деформированный шатун;
неправильный зазор;
ошибки установки;
повторное применение болтов.

Виды повреждений

Равномерный износ

Рабочее покрытие постепенно стирается по всей поверхности из-за пробега, загрязнения или недостаточной масляной пленки.

Продольные царапины

Указывают на твердые частицы или неочищенные каналы.

Износ одного края

Возможны конусность шейки, изгиб шатуна, деформация нижней головки или неправильно установленная крышка.

Усталостное отслоение

Появляются трещины и отделение рабочего слоя из-за ударных нагрузок, детонации и неправильного зазора.

Перегрев

Покрытие темнеет, размазывается или переносится на шейку.

Проворот вкладыша

Вкладыш смещается, перекрывает подачу масла и повреждает шатунную шейку и нижнюю головку.

Признаки неисправности

ритмичный металлический стук снизу двигателя;
усиление стука под нагрузкой;
шум при изменении оборотов;
низкое давление на прогретом двигателе;
мигание индикатора на холостом ходу;
металлическая пыль в поддоне;
частицы в масляном фильтре;
задержка давления после запуска;
сильный стук после потери масла;
заклинивание двигателя;
разрушение шатуна и блока.

Двигатель необходимо немедленно остановить, если металлический стук сопровождается сигналом низкого давления масла.

Диагностика без разборки

Проверить уровень и состояние масла.
Уточнить вязкость и допуск.
Измерить давление манометром.
Проверить датчик давления масла.
Сравнить холодный и горячий двигатель.
Проверить зависимость шума от нагрузки.
Осмотреть масло и фильтр.
Проверить масло на топливо и антифриз.
Локализовать звук стетоскопом.
Проверить насос и маслоприемник.

Изменение шума при отключении цилиндра может использоваться как дополнительный признак, но не является окончательным подтверждением.

Проверка после разборки

обе половины каждой опоры;
характер износа по цилиндрам;
диаметр шатунных шеек;
овальность и конусность;
задиры и трещины;
ширина шеек;
диаметр нижних головок шатунов;
геометрия постелей;
боковой зазор;
плоскости крышек;
болты и резьба;
масляные каналы коленвала.

Измерение шатунных шеек

Каждую шейку измеряют микрометром в нескольких сечениях и перпендикулярных направлениях.

фактический диаметр;
овальность;
конусность;
локальный износ;
стандартная или ремонтная группа.

Штангенциркуль не обеспечивает необходимую точность.

Проверка нижней головки шатуна

Крышку устанавливают только на свой шатун и затягивают по штатной процедуре. Нутромером проверяют:

внутренний диаметр;
овальность;
конусность;
деформацию после затяжки;
смещение плоскостей;
состояние постели;
натяг вкладыша.

Крышки шатунов с фрактурным разъемом нельзя переставлять и произвольно обрабатывать.

Определение масляного зазора

Микрометр и нутромер

Из внутреннего диаметра затянутой нижней головки с вкладышами вычитают диаметр шейки.

Plastigage

Очистить поверхности.
Положить нить вдоль шейки.
Установить крышку.
Затянуть болты.
Не вращать коленвал.
Снять крышку.
Сравнить ширину полосы со шкалой.

Plastigage не показывает овальность и деформацию шатуна.

Боковой зазор шатуна

Между шатуном и щеками коленвала должен оставаться расчетный зазор для движения детали и выхода масла.

Малый зазор может вызвать прихватывание, большой - увеличенный расход масла через опору и шум.

Подбор комплекта

VIN;
код и номер двигателя;
дату производства;
OE-номер;
количество цилиндров;
диаметр и ширину шейки;
стандартный или ремонтный размер;
величину ремонтного уменьшения;
селективную группу;
расположение замков;
материал рабочего слоя;
усиленную верхнюю половину;
полимерное покрытие;
конструкцию шатуна;
ревизию коленчатого вала.

Шлифовка коленчатого вала

Шейки обрабатывают до ремонтного размера только при наличии разрешения производителя.

измерить каждую шейку;
проверить овальность и конусность;
сохранить радиусы галтелей;
восстановить шероховатость;
очистить масляные каналы;
проверить биение;
подобрать ремонтные вкладыши;
выполнить балансировку при необходимости.

Ремонт шатуна

Деформированная нижняя головка не обеспечит правильный зазор и натяг нового вкладыша.

контроль геометрии;
восстановление традиционной постели с хоннингованием;
замена втулок и болтов;
замена одного шатуна;
замена комплекта по весовым группам.

Возможность ремонта фрактурно-разделенного шатуна определяет производитель двигателя.

Подготовка к установке

Очистить коленвал, шатуны и крышки.
Промыть масляные каналы.
Удалить абразив.
Сверить размер комплекта.
Разложить вкладыши по шатунам.
Разделить верхние и нижние половины.
Проверить замки.
Подготовить новые болты.
Уточнить процедуру затяжки.
Подготовить сборочную смазку.

Правила установки

обратная сторона и постель остаются чистыми и сухими;
замок полностью входит в паз;
между вкладышем и шатуном нет масла;
рабочая поверхность смазывается;
крышка устанавливается на свой шатун;
ориентация деталей сохраняется;
болты наживляются вручную;
соблюдаются момент и угол;
проверяется свободное вращение;
контролируется боковой зазор.

Болты шатуна

Болт шатуна работает при больших переменных нагрузках и часто является одноразовым TTY-крепежом.

проверяют возможность повторного использования;
контролируют длину;
осматривают резьбу;
соблюдают условия смазки;
выполняют предварительный момент;
выполняют угловой доворот;
соблюдают порядок затяжки;
контролируют удлинение, если это предусмотрено.

Проверка при сборке

После установки каждой крышки коленвал должен вращаться плавно. Повышенное сопротивление может указывать на:

неправильный размер;
грязь под вкладышем;
перепутанную крышку;
неправильную ориентацию;
деформированный шатун;
овальную шейку;
малый зазор;
ошибку затяжки.

Что проверять одновременно

коренные подшипники;
коренные и шатунные шейки;
верхние и нижние головки шатунов;
втулки верхних головок шатунов;
поршневые пальцы;
масляный насос;
редукционный клапан;
маслоприемник;
масляные форсунки;
каналы коленвала;
комплект прокладок картера;
масляный фильтр и поддон.

Первый запуск

Заполнить насос и каналы.
Установить новый фильтр.
Залить масло нужного допуска.
Провернуть двигатель вручную.
Создать давление без запуска.
Запустить без повышения оборотов.
Измерить давление манометром.
Прослушать двигатель.
Проверить масло и фильтр.
Соблюдать режим обкатки.

Практические случаи

Новые вкладыши быстро застучали

Их установили на овальные шейки без шлифовки.

Один шатун заклинил

Крышку установили от другого шатуна.

Вкладыш провернулся

Между его обратной стороной и шатуном осталось масло, а крепление не создало необходимый натяг.

Появились царапины

После шлифовки не очистили внутренний канал коленвала.

Низкое давление сохранилось

Редукционный клапан насоса оставался открытым.

Износ появился на одном краю

Шатун был деформирован после гидроудара.

Двигатель заклинил

Ремонтные вкладыши установили на стандартные шейки.

Повторно повредилась одна опора

Масляный канал соответствующей шейки оставался загрязненным.

Ошибки диагностики

считать любой стук шатунным;
оценивать давление только по индикатору;
не проверять фильтр;
не анализировать масло;
не проверять коренные вкладыши;
не измерять шейки;
делать вывод по одной опоре;
не проверять шатун;
не искать причину потери масляной пленки;
не проверять насос.

Ошибки ремонта

установка без измерения;
путаница между STD и ремонтным размером;
смешивание селективных групп;
перестановка крышек;
неправильный разворот крышки;
перепутанные половины;
масло под вкладышем;
повторное применение TTY-болтов;
ошибка момента и угла;
отсутствие проверки зазора;
грязные каналы;
непроверенный боковой зазор;
запуск без предварительной смазки;
неисправный насос;
неустраненная причина разрушения.

Связанные товарные группы

Частые вопросы

Входят ли коренные вкладыши в комплект?

Обычно нет. Коренные и шатунные вкладыши поставляются отдельными наборами.

Можно ли заменить вкладыши без шлифовки?

Можно, если размеры, геометрия и поверхность шеек соответствуют норме.

Как определить ремонтный размер?

Шейки измеряют микрометром и сравнивают с заводской документацией.

Можно ли использовать Plastigage?

Да, для контрольной проверки. Метод не заменяет измерение овальности и конусности.

Нужно ли смазывать вкладыши?

Рабочую поверхность смазывают, обратную сторону и постель оставляют сухими.

Почему нельзя менять крышки местами?

Каждая крышка обработана вместе со своим шатуном и образует уникальную постель.

Почему проворачивает вкладыш?

Из-за потери масляной пленки, перегрева, неправильного зазора, деформации шатуна или ошибки сборки.

Можно ли заменить только одну поврежденную пару?

Сначала необходимо проверить все шейки, шатуны и систему смазки.

Почему давление осталось низким?

Возможны износ коренных опор, неисправность насоса, редукционного клапана или маслоприемника.

Что проверить после ремонта?

Давление масла, отсутствие стука, свободное вращение, чистоту масла и фильтра, герметичность и состояние системы смазки.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Комплект шатунных подшипников обеспечивает работу нижних головок шатунов на шатунных шейках коленчатого вала. Между поверхностями должна сохраняться стабильная гидродинамическая масляная пленка.

Перед установкой измеряют шейки, нижние головки шатунов, рабочие и боковые зазоры, проверяют болты, масляные каналы, насос и причину износа старых деталей.

Новые вкладыши не исправят овальную шейку, деформированный шатун, загрязненную систему смазки или недостаточное давление масла. Ресурс ремонта зависит от точного подбора, чистоты сборки, правильной затяжки и предварительного заполнения системы маслом.