Механическая часть двигателя / Неисправности механической части двигателя / Износ шатунных вкладышей

Износ шатунных вкладышей

Износ шатунных вкладышей - это увеличение рабочего зазора или повреждение антифрикционной поверхности между нижней головкой шатуна и шатунной шейкой коленчатого вала.

Вкладыши работают при высоких циклических нагрузках. Давление сгорания передается через поршень и шатун на коленчатый вал, а движущиеся детали постоянно меняют направление и получают значительные инерционные нагрузки.

Между шейкой и вкладышем должна сохраняться масляная пленка. При недостаточной подаче масла, неправильном зазоре или попадании абразива рабочее покрытие быстро повреждается.

Основное правило: при глубоком ритмичном стуке снизу двигателя, красной лампе давления масла или металлических частицах в фильтре двигатель нужно заглушить. Каждый новый запуск способен повредить коленчатый вал, шатун и блок цилиндров.

Шатунный стук часто меняется вместе с оборотами и нагрузкой.
Низкое давление масла может быть причиной или следствием увеличенного зазора.
Один поврежденный вкладыш не всегда сразу включает лампу давления.
Проворачивание вкладыша повреждает шатун и перекрывает масляный канал.
Новые вкладыши не исправляют изношенную шейку коленчатого вала.
Ремонтный размер определяют только после измерения.

Содержание

Что такое шатунные вкладыши
Как работает масляная пленка
Отличие от коренных вкладышей
Основные причины износа
Масляное голодание
Насос и маслоприемник
Неправильное или загрязненное масло
Топливо и антифриз в масле
Абразив и металлическая стружка
Перегрузка, детонация и гидроудар
Ошибки ремонта
Основные симптомы
Характер стука
Низкое давление масла
Металлические частицы
Проворачивание вкладыша
Когда двигатель нужно заглушить
Порядок диагностики
Измерение давления манометром
Проверка масла и фильтра
Тест с отключением цилиндра
Осмотр после снятия поддона
Измерение шеек и зазоров
Поверхность вкладыша
Проверка шатуна
Варианты ремонта
Правильная установка
Подбор вкладышей
Профилактика
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Что такое шатунные вкладыши

Нижняя головка шатуна охватывает шатунную шейку коленчатого вала. Внутри установлены две половины вкладыша - одна в шатуне, вторая в крышке.

Многослойная конструкция должна:

выдерживать давление сгорания;
работать с тонкой масляной пленкой;
отводить тепло;
частично поглощать мелкие частицы;
защищать шейку при кратковременном нарушении смазки;
сохранять расчетный зазор.

Установочный выступ помогает расположить вкладыш, но удерживает его не он. Основную фиксацию обеспечивает натяг детали в постели и сила трения.

Как работает масляная пленка

Во многих двигателях масло поступает к шатунной шейке через каналы внутри коленчатого вала.

При вращении формируется гидродинамический клин, разделяющий металлические поверхности.

Для его работы необходимы:

правильный зазор;
достаточная подача масла;
подходящая вязкость;
правильная геометрия шейки;
исправный шатун;
чистые каналы;
отсутствие абразива;
исправный насос.

Отличие от коренных вкладышей

Коренные вкладыши поддерживают коленчатый вал в блоке. Шатунные соединяют каждый шатун с отдельной шейкой.

шатунные опоры получают импульсы от конкретного цилиндра;
коренные опоры удерживают вал в блоке;
шатунный стук сильнее меняется с нагрузкой;
коренной стук может быть более тяжелым;
износ обоих типов снижает давление масла;
точная локализация требует измерений.

Основные причины износа

низкий уровень масла;
низкое давление;
изношенный насос;
засоренный маслоприемник;
подсос воздуха;
неподходящая вязкость;
длительный интервал замены;
разбавление топливом;
антифриз или вода;
перегрев масла;
металлическая стружка;
неправильный фильтр;
заклинивший редукционный клапан;
засоренные каналы коленчатого вала;
неправильный зазор;
овальная шейка;
деформированный шатун;
ошибка затяжки;
детонация;
гидроудар;
чрезмерная нагрузка;
ошибки ремонта.

Масляное голодание

Кратковременное падение давления способно повредить рабочее покрытие вкладыша.

Масляное голодание двигателя возникает из-за:

низкого уровня;
отлива масла в повороте;
деформированного поддона;
засоренной сетки;
негерметичной трубки;
неисправного привода насоса;
задержки давления после запуска;
больших внутренних утечек.

Насос и маслоприемник

Проверяют рабочие поверхности насоса, привод, клапан, сетку, уплотнение трубки, трещины и внутренние зазоры двигателя.

Новый масляный насос не компенсирует критический зазор во вкладышах.

Неправильное или загрязненное масло

Опасны слишком жидкое горячее масло, слишком густое холодное масло, разбавление топливом, окисление, перегрев, вспенивание и превышенный интервал замены.

Подробнее: «5W-30 или 5W-40 - можно ли выбирать масло только по вязкости».

Топливо и антифриз в моторном масле

Топливо снижает вязкость, а антифриз разрушает смазочные свойства и вызывает коррозию.

Проверяют запах, уровень, эмульсию, вязкость и состояние охлаждающей жидкости.

Абразив и металлическая стружка

Твердые частицы царапают вкладыш и шейку.

После серьезного повреждения очищают поддон, каналы блока, коленчатый вал, теплообменник и насос.

Перегрузка, детонация и гидроудар

Работа на низких оборотах под большой нагрузкой ухудшает формирование масляного клина.

Детонация создает ударные нагрузки, а гидроудар способен деформировать шатун и его нижнюю головку.

Увеличение мощности без учета прочности деталей также сокращает ресурс вкладышей.

Ошибки предыдущего ремонта

неправильный размер вкладышей;
ремонтный комплект на необработанной шейке;
неучтенная овальность;
перепутанные крышки шатунов;
неправильная ориентация;
грязь под вкладышем;
повреждение покрытия;
перекрытый масляный канал;
неправильная затяжка;
старые одноразовые болты;
деформированная нижняя головка;
отсутствие монтажной смазки;
запуск без давления;
стружка в коленчатом валу;
неправильная шлифовка.

Основные симптомы

глубокий ритмичный стук;
изменение звука под нагрузкой;
стук после прогрева;
низкое давление масла;
мигание лампы на холостом ходу;
металл в фильтре;
медная или серебристая пыль;
вибрация;
ухудшение после масляного голодания;
заклинивание двигателя.

Характер шатунного стука

Звук часто имеет глубокий металлический характер и меняется вместе с частотой вращения и нагрузкой.

После прогрева стук может усиливаться из-за снижения вязкости масла.

Похожие звуки создают коренные вкладыши, поршневые пальцы, поршни, маховик, шкив и привод ГРМ.

Применяется диагностика шумов двигателя.

Подробнее: «Почему слышен металлический звон в двигателе».

Низкое давление моторного масла

Большой зазор создает внутреннюю утечку. На холодном двигателе давление может быть нормальным, а после прогрева снижаться.

Один поврежденный вкладыш иногда разрушается до появления явного сигнала штатного датчика.

Металлические частицы в масле

В фильтре могут находиться серебристые, серые, медные, бронзовые и стальные частицы.

Магнит не собирает все продукты износа, поскольку часть сплавов немагнитна.

Проворачивание шатунного вкладыша

При потере натяга вкладыш начинает вращаться вместе с шейкой.

Это вызывает:

перекрытие масляного отверстия;
повреждение шатуна;
перегрев шейки;
заклинивание;
обрыв шатуна;
разрушение блока.

Простая установка нового вкладыша после проворачивания не является правильным ремонтом.

Когда двигатель нужно заглушить

загорелась красная лампа давления;
появился глубокий стук;
шум быстро усиливается;
в фильтре много металла;
двигатель тяжело проворачивается;
резко снизился уровень масла;
двигатель заклинивает.

Автомобиль следует доставить на диагностику без запуска двигателя.

Порядок диагностики

Уточнить режим появления шума.
Проверить уровень масла.
Оценить вязкость, допуск и запах.
Проверить наружные течи.
Проверить датчик давления.
Измерить давление манометром.
Локализовать шум.
Проверить фильтр на металл.
При необходимости проверить вклад цилиндров.
Снять поддон.
Проверить маслоприемник и насос.
Осмотреть вкладыши.
Измерить шейки и шатуны.
Проверить каналы коленчатого вала.
Определить первичную причину.

Измерение давления манометром

Используется измерение давления масла манометром.

Значения фиксируют после холодного запуска, на горячем холостом ходу и при заданных производителем оборотах.

Универсальной нормы для всех двигателей не существует.

Проверка масла и фильтра

Оценивают уровень, запах топлива, воду, антифриз, металлический блеск, перегрев и цвет частиц.

Фильтр раскрывают инструментом, который не добавляет собственную металлическую стружку.

Связанная страница: «Оценка состояния моторного масла».

Тест с отключением цилиндра

При прекращении подачи топлива нагрузка сгорания на шатун уменьшается. Изменение стука может поддерживать подозрение на конкретную шатунную опору.

Тест не является окончательным и должен выполняться специалистом с безопасным отключением топлива.

При сильном стуке запуск двигателя для проверки недопустим.

Осмотр после снятия поддона

стружка и обломки;
сетка маслоприемника;
уплотнение трубки;
насос и клапан;
следы перегрева;
люфт шатунов;
шейки коленчатого вала;
шатунные крышки;
остатки герметика.

Крышки маркируют и не переставляют между шатунами.

Измерение шеек и зазоров

Микрометром проверяют диаметр, овальность, конусность, задиры, перегрев и шороховатость шеек.

Нижнюю головку шатуна измеряют с установленной и затянутой крышкой.

Рабочий зазор определяют точными измерениями или контрольным пластиковым калибром. Коленчатый вал при этом нельзя проворачивать.

Что показывает поверхность вкладыша

Равномерная полировка

Возможен постепенный естественный износ.

Продольные царапины

Указывают на твердые частицы в масле.

Износ одного края

Возможны деформация шатуна, перекос или неправильная геометрия шейки.

Потемнение

Является признаком перегрева.

Размазывание рабочего слоя

Возникает при потере смазки, перегрузке или маленьком зазоре.

Усталостные трещины

Возможны при детонации, циклической перегрузке и большом ресурсе.

Проверка шатуна

Шатун проверяют на:

диаметр нижней головки;
овальность;
изгиб и скручивание;
состояние крышки;
посадку вкладыша;
состояние болтов;
боковой зазор;
повреждения после проворачивания.

Варианты ремонта

Стандартные вкладыши

Устанавливаются только при исправных шейках, шатунах и нормальном зазоре.

Селективный подбор

Используется в двигателях с заводскими классами толщины.

Шлифовка коленчатого вала

Шейки обрабатывают до предусмотренного ремонтного размера и устанавливают соответствующие вкладыши.

Замена коленчатого вала

Нужна при критических повреждениях или отсутствии допустимого ремонтного размера.

Замена шатуна

Требуется при деформации, перегреве и повреждении нижней головки.

Капитальный ремонт

Необходим при распространении стружки и повреждении нескольких связанных узлов.

Правильная установка

Очистить масляные каналы.
Проверить насос и маслоприемник.
Проверить размер вкладышей.
Очистить посадочные места.
Не шлифовать рабочее покрытие.
Установить крышки на свои шатуны.
Проверить масляные отверстия.
Применить монтажную смазку.
Использовать исправные болты.
Соблюсти момент и углы затяжки.
Проверить рабочий и боковой зазоры.
Проверить свободное вращение вала.
Создать давление до первого запуска.
Проверить давление и шум после запуска.

Как подбирают шатунные вкладыши

по VIN-коду;
по коду двигателя;
по OEM-номеру;
по диаметру шатунных шеек;
по ремонтному размеру;
по селективному классу;
по ширине;
по расположению отверстий;
по конструкции шатуна;
по фактическому зазору.

Профилактика

контролировать уровень масла;
использовать правильный допуск;
не затягивать интервал замены;
устанавливать качественный фильтр;
не нагружать холодный двигатель;
не ехать на низких оборотах под большой нагрузкой;
реагировать на лампу давления;
устранять топливо и антифриз в масле;
не допускать перегрева и детонации;
очищать каналы после ремонта;
проверять металлические частицы;
измерять давление после сборки.

Подробнее: «Почему фильтры в автомобиле важнее, чем кажется».

Товарные группы TESMA

Для подбора нужны VIN-код, код двигателя, OEM-номер, фактический размер шеек и точный ремонтный класс.

Частые вопросы

Как звучит изношенный шатунный вкладыш?

Обычно это глубокий ритмичный металлический стук, меняющийся с оборотами и нагрузкой.

Всегда ли падает давление масла?

Нет. Один вкладыш может разрушаться при общем давлении выше порога штатного датчика.

Можно ли продолжать движение со слабым стуком?

Нет. Износ может быстро перейти в проворачивание вкладыша и разрушение шатуна.

Поможет ли более густое масло?

Оно может временно изменить шум, но не восстановит зазор и поврежденные поверхности.

Можно ли заменить вкладыши без снятия двигателя?

Иногда доступ возможен через поддон, но без точных измерений такой ремонт может быть ненадежным.

Что означает медная пыль?

Она может происходить из промежуточного слоя вкладышей. Двигатель нужно заглушить и проверить.

Почему проворачивание повреждает шатун?

Вкладыш вращается в постели, перегревает и стирает нижнюю головку шатуна.

Нужно ли шлифовать коленчатый вал?

Только по результатам измерений и при наличии допустимого ремонтного размера.

Почему новые вкладыши быстро износились?

Возможны неправильный размер, изношенная шейка, деформированный шатун, низкое давление, загрязнение или ошибка сборки.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Износ шатунных вкладышей нарушает работу масляной пленки между шатуном и коленчатым валом. Неисправность способна быстро перейти от увеличенного зазора к проворачиванию вкладыша, повреждению шейки и обрыву шатуна.

Стук, низкое давление и металлические частицы определяют направление проверки, но окончательный вывод требует измерения шеек коленчатого вала, нижних головок шатунов и рабочих зазоров.

Надежный ремонт устраняет не только поврежденный вкладыш, но и причину его разрушения - масляное голодание, загрязнение, неправильный зазор, деформацию шатуна или ошибку сборки.