Довідкова та технічна інформація про деталі двигунів. Ознаки зношування шатунних вкладишів

30.09.2019

Зношування вкладишів призводить до зниження тиску масла в системі мастила двигуна. Це можна помітити при показаннях приладу тиску масла в двигуні. При зносі вкладишів шатунних або корінних їх необхідно замінити на нові, оскільки це може призвести до значного зносу колін валу.

Якщо колін вал пошкоджений від зносу, його необхідно зняти і віддати на шліфування на верстаті. Найпоширеніші причини зношування вкладишів це потрапляння металевої стружки, бруду, сміття, звичайне старіння вкладиша, погане змащування олією у системі тощо.

Вкладиші не підлягають відновленню, їх просто змінюють на нові. Замінити вкладки можна самі, якщо у вас є досвід ремонту двигуна і потрібний для цього інструмент.

Вкладиші – це підшипники ковзання, їх два типи, корінні та шатунні. Вони витримують сильні навантаження під час роботи двигуна. Вкладиші складаються із сплавів алюмінію з оловом.

Вкладиш складається

Сталева основа дає вкладку жорсткість і щільну посадку його в ліжку, тримає форму при високих температурах.

Проміжний шар складається з свинцевої бронзи, призначений для підкладки антифрикційного покриття, а також служить для запобігання задиранню робочого покриття вкладиша.

Нікелевий підшар лягає зверху проміжного шару. Його товщина 1-2 мікрони. Нікелевий підшар має антикорозійні функції, щоб вкладиш не іржавів.

Антифрикційне покриття – це робоча поверхня вкладиша, де відбувається тертя поверхонь колін валу та вкладишів. Це покриття має низький коефіцієнт тертя. Його виготовляють із свинцевого сплаву.

Визначення зношування вкладишів

Для визначення зношування тонкостінних вкладишів підшипників за допомогою латунної пластинки перевіряють зазор між вкладишами підшипників і шийками колінчастого валу. З підшипника, що перевіряється, знімають кришку і очищають її від мастила, а на вкладиш кладуть змащену маслом латунну пластину.

Потім кришку ставлять на місце і вщент затягують болтами. Болти інших кришок при цьому повинні бути ослаблені, Пусковою рукояткою повертають колінчастий вал. При зазорі нормальної величини вал повертається насилу, або зовсім не повертається.

Якщо вал обертається легко, вкладиші підлягають. заміні. Після заміни вкладок болти затягують динамометричним ключем. Допустимий зазор між шийкою валу та вкладишем забезпечується підбором вкладиша за розміром шийки. Зменшувати зазор спилюванням кришок підшипників або поміщаючи прокладки між вкладишами та гніздами не можна.

Не можна також збільшувати зазори шляхом шабрування вкладишів; це може призвести до оголення сталевої стрічки вкладиша та пошкодження шийки колінчастого валу. Конусність та овальність шийок колінчастого валу, а також наявність рисок та задирок на них вище за допустиму величину усуваються шліфуванням їх під ремонтні розміри з установкою вкладишів відповідних ремонтних розмірів.

Ознаки зношування вкладишів

Потрапляння сторонніх тіл. Сторонні тіла можуть потрапити в двигун у більшості випадків, коли ми його ремонтуємо, і ми не бачимо, коли випадково щось потрапить у картер двигуна. Це зазвичай потрапляє бруд, пісок, сміття. Бруд швидко поширитися по двигуну і завдасть великої шкоди йому. Частинки піску дряпатимуть у всіх тертьових місцях двигуна, і двигун може швидко вийти з ладу.

Методи усунення.

При попаданні бруду на поверхні вкладиша є утворення подряпин, задираючи, необхідно злити олію та поміняти її. Перевірити фільтра масляні та повітряні на цілісність. Промити двигун промивною рідиною, щоб видалити всі частинки бруду.

Корозійне стирання

На зворотній поверхні вкладки йде корозійне стирання. У разі причин може бути кілька.

1 При ремонті двигуна були слабо затягнуті болти кріплення

2 Двигун часто працював на високих оборотах

3 Сторонні тіла знаходяться на поверхні опори вкладишів

4 Встановлено вкладки не того розміру

Методи усунення причин неполадок також різноманітні

1 Болти затягувати манометричним ключем згідно з потрібним зусиллям

2 Намагайтеся поберегти двигун і не вичавлювати з нього останні соки на великих обертах.

3 Завжди контролювати чистоту збирання вкладишів.

4 Використовуйте вкладки відповідного розміру.

Втома металу

Ознаки. При втомі металу добре видно на вкладиші відшарування частинок металу в середині вкладиша де відбувається максимальне навантаження. При тривалій експлуатації відбуватиметься те саме.

Причини їх є дещо.

1 Нерівномірне навантаження на вкладиші під час роботи двигуна.

2 Вкладиші не відповідають вимогам заводу виробника (шлюб).

3 Тріє двигун, нерівномірна його робота.

4 Вібрація двигуна.

Метод усунення

1 Перевірити візуальний стан вкладок.

2 Перевірити колін вал, зняти розміри, замінити вкладки.

3 Усунути причини нерівномірної роботи двигуна.

4 Виміряти компресію в циліндрах двигуна.

ДИВІТЬСЯ ВІДЕО

Двигун транспортного засобу є складним за своєю конструкцією агрегатом, що складається з тисяч різних деталей. Щоб система ДВЗ працювала збалансовано, всі елементи агрегату повинні функціонувати належним чином. У цій статті ми поговоримо про вкладки для ремонту коленвала: у чому полягає їхнє призначення, яке маркування і як зробити заміну компонентів.

[ Приховати ]

Опис вкладок коленвала

Всі корінні та шатунні шийки колінвала мають свої власні розміри, йдеться про параметри, які приймають шийки після процесу шліфування. Розміри цих елементів повинні повністю відповідати габаритам, які мають ремонтні вкладиші коленвала. Відповідно, при покупці таких запчастин необхідно враховувати параметри свого транспортного засобу, адже кожен окремий двигун має свої розміри.

Наприклад, якщо ви власник класичного автомобіля ВАЗ, то повинні мати на увазі, що вітчизняні авто мають чотири різних розміри вкладишів. Це означає, що колінвал у принципі може бути розточений не більше чотирьох разів. Також потрібно врахувати, що вкладиші коленвала мають зовнішній розмір, який ніколи не змінюється, а ось внутрішній може регулюватися через збільшення товщини елементів.

Призначення вкладишів

По суті, корінні вкладки колінчастого валу, незалежно від маркування, виконують роль підшипників, призначених для поліпшення ковзання шатунів. Шатуни, як відомо, призначені для обертання колінвала під впливом мікровибуху займистої суміші в камерах згоряння мотора. Оскільки елементи періодично зношуються, автомобіліст повинен своєчасно виконувати їх зняття та заміну, що також має супроводжуватись розточуванням валу.

Не секрет, що при роботі двигуна внутрішні вузли піддаються високим навантаженням та швидкостям обертання. Це означає, що мотору просто необхідно знизити тертя, інакше агрегат може вийти з ладу практично відразу. Щоб показник сили тертя був значно нижчим, всі необхідні компоненти всередині двигуна функціонують у мікронній плівці, яка є масляною.

Цей прошарок, який обволікає металеві компоненти агрегату, утворюється виключно при достатньому тиску робочої рідини. Зокрема плівка завжди повинна перебувати між корінною шийкою колінвала та вкладишем, внаслідок чого показник тертя не такий високий, як міг би бути. Відповідно вкладиші, виготовлення яких здійснюється з металу, є надійним захистом, який дозволяє підвищити ресурс експлуатації валу в цілому.

Конструкція

Здавалося б, вкладка колінвала — звичайна деталь, але її виготовлення здійснюється із застосуванням декількох різних металів.

Відповідно вкладка складається з декількох шарів, які ми розглянемо нижче:

виготовлення першого шару здійснюється із міді, її відсоток може становити від 69 до 75%;
виготовлення другого шару здійснюється із свинцю, його відсоток становить від 21 до 25%;
третій шар - олово, близько 2-4%.

Загалом загальна товщина вкладки складає 250-400 мікро. Слід зазначити, що іноді виготовлення вкладиша застосовується не мідь, олово і свинець, а спеціалізований алюмінієвий сплав. Маркування у разі буде залежати виключно від виробника.

Види

Щодо видів, то маркування тут залежатиме від типу компонента.

Загалом вкладиші для колінчастого валу поділяються на кілька груп:

Корінні. Незалежно від маркування, корінні вкладки виконують подібні функції. Вони монтуються між колінчастим валом та тим місцем, де цей вал проходить через корпус двигуна.
Шатунні. Шатунні компоненти розташовані безпосередньо між шатунами та шийками валу.

В принципі вкладиші, як шатунні, так і корінні, виробляються для кожного типу мотора, але вони різняться між собою по внутрішньому діаметру. Залежно від моделі двигуна діаметри елементів будуть різні навіть для одного двигуна. Як правило, різниця в діаметрі, тобто крок становить 0.25 мм. Це означає, що розмірний ряд деталей складається так: 0.25 мм, 0.5 мм, 0.75 мм і т.д.

Перевірка та заміна вкладишів

Коли потрібно міняти?

Оскільки колінвал функціонує в умовах високих температурних та фізичних навантажень, лише підшипники можуть утримати його на своїй осі. Шийки, як корінні, і шатунні, виконують роль внутрішніх обойм, тоді як вкладиші — зовнішніх. Як і інші елементи двигуна, вкладиші з часом зношуються, що призводить до необхідності їх заміни.

Фізичний знос є важливою умовою, за якої виникає необхідність зняття та заміни елементів. Як би автолюбитель не хотів уникнути зношування, це неможливо. Експлуатація транспортного засобу зі зношеними деталями може призвести до виходу з експлуатації двигуна.

Однак необхідність зняття та встановлення нових запчастин може виникнути і в інших випадках. Наприклад, часто вітчизняні автолюбителі стикаються з такою проблемою, як прокручування вкладишів. Тонка пластина елемента монтується у спеціальну канавку, а зовні виступи упираються в торцеві частини підшипників. У деяких випадках, коли навантаження дуже високі, виступи не в змозі утримати вкладиш, внаслідок чого останній провертається.

У цьому випадку подальша робота двигуна внутрішнього згоряння буде неможливою, ця несправність виникає з наступних причин:

в результаті використання дуже в'язкої олії;
за відсутності змащувальної рідини або потрапляння до неї абразиву;
при дуже малому натягу під час монтажу кришок підшипників;
якщо олія недостатньо в'язка;
якщо двигун регулярно експлуатується в умовах високих навантажень та перевантажень.

Ознаки зношування

Якщо ви вже зрозуміли, що ремонт мотора вашого автомобіля неминучий, то вам, напевно, буде цікаво виявити знос елементів. Щоб визначити виміри, вам знадобиться мікрометр, проте виявити поломку можна і візуально. Під час огляду вам також потрібно буде оцінити можливість подальшої розточування валу.

А от якщо вкладиші почали прокручуватися, то їхнє зняття та встановлення нових має проводитися якнайшвидше. Однією з ознак зносу є гучний стукіт валу, зниження потужності двигуна, а також його регулярні спроби заглухнути.

Якщо заклинили шийки, то рух на автомобілі буде неможливим. Так чи інакше, але вам доведеться здійснити детальний огляд елементів. Якщо на шийках будуть виявлені хвилеподібні ушкодження, які в принципі можна відчути і руками, то колінвалу потрібна розточка. Відповідно заміна вкладишів коленвала у цьому випадку також буде необхідною. Якщо ви зібралися купувати нові деталі, то краще це зробити після того, як двигун буде розточений, адже якщо знос досить великий, то ви можете помилитися з розміром.

Послідовність дій із заміни

На сьогоднішній день процедура зняття та встановлення вкладишів колінвалу не є особливо популярною серед наших автомобілістів. Водії в більшості випадків довіряють цю процедуру фахівцям, але деякі все ж таки вирішуються на те, щоб зробити заміну елементів в домашніх умовах. Ми рекомендуємо робити ремонт своїми руками тільки в тому випадку, якщо ви маєте хоч якісь знання.

Загалом процес заміни вкладишів описаний нижче:

Перед тим, як розпочати заміну компонентів, необхідно перевірити наявність зазору між валом і вкладишем. Щоб зробити це, вам потрібно використовувати калібрований пластиковий дріт, який знаходиться на шиї. Потім кришка з елементів встановлюється і затягується з необхідним зусиллям, цей показник становить 51 Нм. Усі виміри слід проводити за допомогою динамометричного ключа.
Коли кришка демонтована, показник зазору буде відповідати ступеню сплющування дроту. Для оцінки потрібного параметра слід використовувати номінальний проміжок, цей показник повинен бути вказаний у сервісному мануалі до вашого авто. У тому випадку, якщо при перевірці зазору ви виявили, що він більший за той, який вказаний вашим автовиробником, то вкладки доведеться змінювати. Купівля вкладишів здійснюється строго відповідно до вашої моделі авто, якщо зазор занадто великий, то купуйте деталі тільки після розточування валу.
Коли всі зазори були виміряні, необхідно буде демонтувати шатуни з усіх шийок. Потім знімається колінчастий вал і здійснюється його розточування. Безпосередньо сам процес шліфування повинен відбуватися на доцентрові. Природно, такий пристрій навряд чи знайдеться в гаражі у рядового автомобіліста, тому процедуру шліфування все ж таки краще довірити професіоналам.
Коли колінвал розточений, приступаєте до вибору ремонтних вкладок. У цьому випадку вам знову доведеться скористатися мікрометром, а потім здійсніть примірку вкладишів валу. Знімаючи старі вкладиші, зверніть увагу на їхній стан — можливо, їхній вихід з ладу зумовлений зовнішніми механічними впливами. Щоб несправність не повторилася через деякий час, причину бажано усунути, зрозуміло, якщо вона є. Адже як ви пам'ятаєте, вихід із ладу вкладишів може бути наслідком фізичного зношування.
Тільки після того, як ви остаточно вибрали запчастини для ремонту, можна приступити до процесу встановлення колінчастого валу. Усі дії з монтажу здійснюються у зворотній послідовності, все має бути зроблено правильно та строго відповідно до вимог автовиробника. Тільки коли всі компоненти будуть встановлені на місце, можна закрутити кришки корінних підшипників.
Після цього починаєте процедуру монтажу безпосередньо самих вкладишів валу, а також шатунів. Загалом цей процес не повинен зайняти багато часу та сил. Ремонтні вкладки необхідно змастити моторною рідиною, після чого закручуються їх кришки. Власне, сам монтаж досить простий, якщо не рахуючи попередні процеси.

Завжди при експлуатації свого «залізного коня» пам'ятайте про те, що колінчастий вал є одним із найдорожчих у плані ремонту та заміни вузлів. Тим більше, що він має дуже серйозні навантаження при функціонуванні. Відповідно вам, як водієві, необхідно вживати всіх заходів для того, щоб збільшити його ресурс служби. І важливою процедурою для цього є розточування, яке має здійснюватися вчасно. Якщо процес розточування виконаний правильно, всі шийки будуть гладкими, відповідно, вони зможуть витримувати сильні навантаження при експлуатації.

Також враховуйте і те, що двигун транспортного засобу є досить складним за своєю конструкцією агрегатом. І хоча деякі фахівці можуть розібрати і зібрати його своїми руками навіть із заплющеними очима, демонтаж і монтаж колінчастого валу все ж таки вимагає специфічних навичок. Тому за відсутності хорошого досвіду ми не рекомендуємо вам братися за цю справу. Адже перетягнувши або недотягнувши вкладки під час встановлення, можна знову зіткнутися з проблемою їхнього провертання.

1. Перевірка стану вкладишів шатунного підшипника,

а) Візуально перевірте стан поверхні вкладиша шатунного підшипника (нерівномірний контакт, смуг, подряпин, задирки та ін.).

У разі наявності дефектів замініть вкладки шатунного підшипника.

б) Якщо дефекти (смуги та задираки) значні, то перевірте відповідні шийки колінчастого валу.

Якщо є дефекти на шийках колінчастого валу, замініть колінчастий вал.

2. Перевірка зазору у шатунному підшипнику.

а) Виміряйте внутрішній діаметр шатунного підшипника та зовнішній діаметр шатунної шийки колінчастого валу, потім визначте зазор у шатунному підшипнику.

Номінальний зовнішній діаметр шатунної шийки колінчастого валу:

Двигуни 4G1:…… 41,98- 42,00 мм

Двигуни 4G9:…. 44,980 – 44,995 мм

Двигун 4D68: ….44,98 - 45,00 мм

Зазор у шатунному підшипнику:

Двигуни серії 4G1:

номінальний:……….. 0,02 - 0,06 мм

гранично допустимий:…. 0,15 мм

Двигуни серії 4G9 та 4D68:

номінальний:……….. 0,02 - 0,05 мм

гранично допустимий:….. 0,1 мм

Примітка: для виміру зазору в шатунному підшипнику можна використовувати пластиковий калібр.

б) Якщо масляний зазор перевищує гранично допустиме значення, замініть, якщо необхідно, вкладки шатунного підшипника, або колінчастий вал, або обидві деталі.

в) Якщо колінчастий вал передбачається використовувати повторно після механічної обробки (перешліфування) у ремонтний розмір, то вкладиші шатунних підшипників колінчастого валу необхідно замінити на вкладиші ремонтного розміру.

Ремонтні розміри (діаметр шийки шатунної колінчастого валу): Для двигунів серії 4G1:

Ремонтний розмір	Зовнішній діаметр
	41,725-41,740 мм
	41,475-41,490 мм
	41,225-41,240 мм

Увага: (Для двигунів серії 4G1) не піддавайте механічній обробці шийку колінчастого валу зі спеціальною жолобником.

3. Вимірювання зазору у шатунному підшипнику методом пластикового калібру.

а) Очистіть від олії та забруднень шийки колінчастого валу та вкладиші.

б) Відріжте шматок пластикового калібру довжиною, що дорівнює ширині вкладиша, і розмістіть його паралельно осі шийки вала осторонь отвору для проходу масла.

в) Встановіть вкладку та кришку шатуна та затягніть гайки (не повертайте колінчастий вал під час цієї процедури).

г) Зніміть кришку та за шкалою, надрукованою на упаковці калібрів, визначте зазор у підшипнику.

Мітки

Теги: вкладиш, зазор, колінчастий вал, підшипник, ремонт, ремонт, шатун, шийка (рейтинг +1, голосів 1) Loading...

citydrive-nk.ru

4.3.20.

Незважаючи на те, що підшипники колінчастого валу в процесі капітального ремонту двигуна підлягають заміні в обов'язковому порядку, старі вкладки слід зберегти з метою уважного вивчення їхнього стану, результати якого можуть дати багато корисної інформації про загальний стан двигуна. На ілюстрації наведено приклади типових дефектів вкладишів підшипників.

Для огляду витягніть вкладки підшипників зі своїх ліжок у блоці двигуна/нижніх головках шатунів та корінних/шатунних кришках та розкладіть їх у порядку встановлення на чистій робочій поверхні. Організація розміщення вкладишів дозволить прив'язати характер виявлених дефектів до стану відповідних шийок валу.

Бруд та сторонні частинки потрапляють у двигун різними шляхами. Вони можуть бути залишені всередині блоку в процесі складання агрегату або проникнути через фільтри або систему вентиляції картера. Усі частки, що потрапляють у рухову олію, зрештою рано чи пізно опиняються у підшипниках. Часто в м'який матеріал вкладишів впроваджується металева тирса, що утворюється в процесі нормального спрацьовування внутрішніх компонентів двигуна. Велика ймовірність присутності в підшипниках слідів абразиву, особливо коли не було приділено належну увагу чистці блоку після завершення відновлювального ремонту двигуна. Незалежно від способу, яким сторонні частинки потрапляють у двигун, в результаті вони з високим ступенем ймовірності виявляються впровадженими в м'яку поверхню вкладишів колінчастого підвалу валу і легко виявляються при візуальному огляді останніх. Великі частинки зазвичай не затримуються у вкладишах, але залишають на їх поверхні та поверхні шийок валу помітні сліди у вигляді подряпин, каверн та задирок. Найкращою гарантією від такого роду неприємностей є відповідальне ставлення до чищення компонентів після завершення капітального ремонту двигуна та ретельності дотримання чистоти при складанні. Часта регулярна зміна рухової олії також дозволяє суттєво продовжити термін служби підшипників.

Масляне голодування може бути наслідком кількох різних, але часто взаємозалежних явищ. Так, перегрів двигуна веде до розрідження моторного масла та витіснення його з робочих зазорів підшипників. Недолік мастила підшипників може пояснюватися надмірною величиною робочих зазорів, а також звичайними витоками (внутрішніми або зовнішніми). Найпоширенішою причиною витіснення олії із зазорів підшипників є постійне перевищення оборотів двигуна. Порушення прохідності маслострумів (зазвичай пов'язане з неправильним поєднанням отворів при встановленні компонентів) також веде до скорочення подачі мастила до підшипників. Типовим результатом масляного голодування є повне або локальне витирання/вирив поверхневого шару вкладишів з металевої підкладки. При цьому робоча температура може підніматися до такого рівня, що підкладка набуває блакитнуватого відтінку в результаті перегріву.

Істотний вплив на термін служби підшипників має також властива власнику автомобіля манера водіння. Рух з малою швидкістю на підвищеній передачі призводить до значних навантажень підшипників, що супроводжується витісненням масляної плівки з їх робочих проміжків. Такі перевантаження призводять до підвищення пластичності вкладишів і виникнення тріщин в поверхневому шарі (утомлена деформація). При цьому поверхневий матеріал починає кришитися і відокремлюватися від сталевої підкладки. Експлуатація автомобіля в міському циклі (часті поїздки на короткі відстані) веде до розвитку корозії підшипників внаслідок того, що недостатнє розігрів двигуна спричиняє випадання конденсату та виділення хімічно агресивних газів. Дані продукти накопичуються у руховому маслі, формуючи шлаки та кислоти. При попаданні такої олії у підшипники агресивні речовини сприяють розвитку корозії вкладишів.

Неправильне встановлення вкладишів у процесі збирання двигуна також може стати причиною швидкого їх руйнування. Занадто туга посадка не забезпечує необхідну величину робочого зазору підшипників, що призводить до масляного голодування. Результатом попадання під вкладиші у процесі встановлення сторонніх частинок є утворення піднесень, поверхневий шар з яких швидко витирається.

Підбір вкладок

У разі зносу або пошкодження вкладишів корінних підшипників, а також, коли не вдається домогтися правильної величини робочого зазору (див. Установка колінчастого валу та перевірка робочих зазорів корінних підшипників або Установка шатунно-поршневих зборок та перевірка величини робочих зазорів у шатунних підшипників) ситуація може бути виправлена описаним нижче способом шляхом підбору та встановлення нових вкладишів. Якщо колінчастий вал піддавався проточці, він має бути укомплектований вкладишами відповідних ремонтних (з приниженням) розмірів – зазвичай підбір вкладишів здійснюють фахівці, які проточували шийку валу. Незалежно від методики визначення необхідного розміру вкладишів робочі зазори підшипників повинні бути перевірені потім із застосуванням вимірювального набору Plastigage (див. нижче).

Корінні підшипники

4. При виборі нових вкладок скористайтеся ідентифікаційною карткою кольорового маркування (див. нижче). 4. При виборі нових вкладок скористайтеся ідентифікаційною карткою кольорового маркування (див. нижче).

Усі підшипники

Пам'ятайте, що остаточним параметром, який визначає правильність підбору вкладишів, є результат вимірювання робочих зазорів у підшипниках. З будь-якими питаннями сміливо звертайтесь до представників фірмового сервісного центру компанії Honda.

carmanz.com

Перевірка стану та підбір вкладишів корінних та шатунних підшипників колінчастого валу.

Перевірка стану Вихід підшипників з ладу може відбуватися внаслідок нестачі мастила, потрапляння частинок бруду, перевантажень двигуна та розвитку корозії. Незалежно від характеру дефектів, причина пошкодження вкладишів повинна бути усунена у процесі виконання капітального ремонту двигуна, щоб уникнути рецидиву. Для огляду витягніть вкладки підшипників зі своїх ліжок у блоці двигуна/нижніх головках шатунів та корінних/шатунних кришках та розкладіть їх у порядку встановлення на чистій робочій поверхні. Організація розміщення вкладишів дозволить прив'язати характер виявлених дефектів до стану відповідних шийок валу. Бруд та сторонні частинки потрапляють у двигун різними шляхами. Вони можуть бути залишені всередині блоку в процесі складання агрегату або проникнути через фільтри або систему вентиляції картера. Усі частки, що потрапляють у рухову олію, зрештою, рано чи пізно, опиняються у підшипниках. Часто в м'який матеріал вкладишів впроваджується металева тирса, що утворюється в процесі нормального спрацьовування внутрішніх компонентів двигуна. Велика ймовірність присутності в підшипниках слідів абразиву, особливо коли не було приділено належну увагу чистці блоку після завершення відновлювального ремонту двигуна. Незалежно від способу, яким сторонні частинки потрапляють у двигун, в результаті вони з високим ступенем ймовірності виявляються впровадженими в м'яку поверхню вкладишів колінчастого підвалу валу і легко виявляються при візуальному огляді останніх. Великі частинки зазвичай не затримуються у вкладишах, але залишають на їх поверхні та поверхні шийок валу помітні сліди у вигляді подряпин, каверн та задирок. Найкращою гарантією від такого роду неприємностей є відповідальне ставлення до чищення компонентів після завершення капітального ремонту двигуна та ретельності дотримання чистоти при складанні. Часта регулярна зміна рухової олії також дозволяє суттєво продовжити термін служби підшипників. Масляне голодування може бути наслідком кількох різних, але часто взаємозалежних явищ. Так, перегрів двигуна веде до розрідження моторного масла та витіснення його з робочих зазорів підшипників. Недолік мастила підшипників може пояснюватися надмірною величиною робочих зазорів, а також звичайними витоками (внутрішніми або зовнішніми). Найпоширенішою причиною витіснення олії із зазорів підшипників є постійне перевищення оборотів двигуна. Порушення прохідності маслострумів (зазвичай пов'язане з неправильним поєднанням отворів при встановленні компонентів) також веде до скорочення подачі мастила до підшипників. Типовим результатом масляного голодування є повне або локальне витирання/вищіблювання поверхневого шару вкладишів з металевої підкладки. При цьому робоча температура може підніматися до такого рівня, що підкладка в результаті перегріву набуває блакитнуватого відтінку. Істотний вплив на термін служби підшипників має також властива власнику автомобіля манера водіння. Рух з малою швидкістю на підвищеній передачі призводить до значних навантажень підшипників, що супроводжується витісненням масляної плівки з їх робочих проміжків. Такі перевантаження призводять до підвищення пластичності вкладишів і виникнення тріщин в поверхневому шарі (утомлена деформація). При цьому поверхневий матеріал починає кришитися і відокремлюватися від сталевої підкладки. Експлуатація автомобіля в міському циклі (часті поїздки на короткі відстані) веде до розвитку корозії підшипників внаслідок того, що недостатнє розігрів двигуна спричиняє випадання конденсату та виділення хімічно агресивних газів. Дані продукти накопичуються у руховому маслі, формуючи шлаки та кислоти. При попаданні такої олії у підшипники агресивні речовини сприяють розвитку корозії вкладишів. Неправильне встановлення вкладишів у процесі збирання двигуна також може стати причиною швидкого їх руйнування. Занадто туга посадка не забезпечує необхідну величину робочого зазору підшипників, що призводить до масляного голодування. Результатом попадання під вкладиші (у процесі їх встановлення) сторонніх частинок є утворення піднесень, поверхневий шар з яких швидко витирається.

Підбір вкладок

У разі зносу або пошкодження вкладишів корінних підшипників, а також, коли не вдається домогтися правильної величини робочого зазору (див. Розділ Установка колінчастого валу та перевірка робочих зазорів корінних підшипників або Установка шатунно-поршневих збірок та перевірка величини робочих зазорів у шатунних) , ситуація може бути виправлена описаним нижче способом, шляхом підбору та встановлення нових вкладишів. Якщо колінчастий вал піддавався проточці, він повинен бути укомплектований вкладишами відповідних ремонтних (з приниженням) розмірів (у цьому випадку наведена нижче процедура не повинна проводитися). Зазвичай підбір вкладишів здійснюють фахівці, які проточували шийок валу. Незалежно від методики визначення необхідного розміру вкладишів робочі зазори підшипників повинні бути перевірені потім із застосуванням вимірювального набору Plastigage (див. нижче).

Корінні підшипники 1. При необхідності підбору нових вкладишів СТАНДАРТНОГО розміру вибирайте той, який має те ж кольорове маркування, що й старий. 3. Також перевірте маркування класу корінних підшипників на валу. Шатунні підшипники 1. При підборі нових вкладишів СТАНДАРТНОГО розміру орієнтуйтеся на кольорове маркування компонентів, що знімаються з автомобіля. 2. У разі втрати колірного коду на старих вкладках, знайдіть маркування на нижніх головках шатунів. Мітка у вигляді цифри характеризує розмірний клас шатунного підшипника (не слід плутати з номером циліндра). 3. Перевірте також літерні мітки на валу, що визначають розмір відповідних шатунних шийок (див. супровідну ілюстрацію).

Ідентифікаційна карта вибору вкладишів корінних підшипників колінчастого валу для 4-циліндрових двигунів - використовуйте маркування, нанесене на блок двигуна, і складання колінчастого валу, наприклад: маркування С3 означає необхідність встановлення вкладишів жовтого та зеленого кольорів (де вони повинні бути різного кольору), причому з них може бути встановлений як у кришку підшипника, так у його ліжко в блоці

4. Підбираючи нові вкладки, скористайтеся відповідною ідентифікаційною карткою кольорового маркування підшипників.

Ідентифікаційна карта вибору вкладишів шатунних підшипників колінчастого валу для 4-циліндрових двигунів - використовуйте маркування, нанесене на щоки кривошипів та відповідні шатуни, наприклад: маркування D4 має на увазі необхідність встановлення вкладишів синього кольору

Усі підшипники

carmanz.com

Перевірка стану та підбір вкладишів корінних та шатунних підшипників колінчастого валу.

Приклади типових дефектів вкладишів підшипників

Попадання бруду

Нестача мастила

Надмірне знос

Конусність шийки

Перевірка стану

Незважаючи на те, що підшипники колінчастого валу в процесі капітального ремонту двигуна підлягають заміні в обов'язковому порядку, старі вкладки слід зберегти з метою уважного вивчення їхнього стану, результати якого можуть дати багато корисної інформації про загальний стан двигуна. Приклади типових дефектів вкладишів підшипників див.

Вихід підшипників з ладу може відбуватися внаслідок нестачі мастила, потрапляння частинок бруду, перевантажень двигуна та розвитку корозії. Незалежно від характеру дефектів, причина пошкодження вкладишів повинна бути усунена у процесі виконання капітального ремонту двигуна, щоб уникнути рецидиву.

Для огляду вийміть вкладки підшипників зі своїх ліжок у блоці двигуна/ нижніх головках шатунів та корінних/шатунних кришках та розкладіть їх у порядку встановлення на чистій робочій поверхні. Організація розміщення вкладишів дозволить прив'язати характер виявлених дефектів до стану відповідних шийок валу.

Бруд та сторонні частинки потрапляють у двигун різними шляхами. Вони можуть бути залишені всередині блоку в процесі складання агрегату або проникнути через фільтри або систему вентиляції картера. Усі частки, що потрапляють у рухову олію, зрештою, рано чи пізно, опиняються у підшипниках. Часто в м'який матеріал вкладишів впроваджується металева тирса, що утворюється в процесі нормального спрацьовування внутрішніх компонентів двигуна. Велика ймовірність присутності в підшипниках слідів абразиву, особливо коли не було приділено належну увагу чистці блоку після завершення відновлювального ремонту двигуна. Незалежно від способу, яким сторонні частинки потрапляють у двигун, в результаті вони з високим ступенем ймовірності виявляються впровадженими в м'яку поверхню вкладишів колінчастого підвалу валу і легко виявляються при візуальному огляді останніх. Великі частинки зазвичай не затримуються у вкладишах, але залишають на їх поверхні та поверхні шийок валу помітні сліди у вигляді подряпин, каверн та задирок. Найкращою гарантією від такого роду неприємностей є відповідальне ставлення до чищення компонентів після завершення капітального ремонту двигуна та ретельності дотримання чистоти при складанні. Часта регулярна зміна рухової олії також дозволяє суттєво продовжити термін служби підшипників.

Масляне голодування може бути наслідком кількох різних, але часто взаємозалежних явищ. Так, перегрів двигуна веде до розрідження моторного масла та витіснення його з робочих зазорів підшипників. Недолік мастила підшипників може пояснюватися надмірною величиною робочих зазорів, а також звичайними витоками (внутрішніми або зовнішніми). Найпоширенішою причиною витіснення олії із зазорів підшипників є постійне перевищення оборотів двигуна. Порушення прохідності маслострумів (зазвичай пов'язане з неправильним поєднанням отворів при встановленні компонентів) також веде до скорочення подачі мастила до підшипників. Типовим результатом масляного голодування є повне або локальне витирання/вищіблювання поверхневого шару вкладишів з металевої підкладки. При цьому робоча температура може підніматися до такого рівня, що підкладка в результаті перегріву набуває блакитнуватого відтінку.

Перевірка стану вкладишів корінних та шатунних підшипників колінчастого валу.

А - Подряпані сторонніми частинками - видно крихти, що занурилися в робочий шар вкладиша
В - Нестача олії - верхній шар стертий
С - Вкладиші неправильно розташовані при встановленні - є блискучі (відполіровані) ділянки
D - Шийка зведена на конус - верхній шар знятий з усієї поверхні
Е - Зношування краю вкладиша
F - Несправність "втоми" - утворилися кратери чи кишені

Незважаючи на обов'язковість заміни вкладишів корінних і шатунних підшипників у процесі виконання капітального ремонту двигуна, стан старих вкладишів необхідно піддати уважному вивченню, так як по ньому можна отримати багато корисної інформації про загальний стан двигуна. Вкладиші підшипників градуюються за товщиною і приналежність їх тому чи іншому розмірному класу визначається кольоровим маркуванням.

Вихід підшипників з ладу може відбуватися внаслідок нестачі мастила, попадання бруду чи сторонніх частинок, перевантажень двигуна, розвитку корозії та інших несприятливих впливів. Приклади найбільш характерних дефектів вкладишів ковзання підшипників наведені на ілюстрації Типові приклади зносу вкладишів підшипників колінчастого валу . Незалежно від природи дефекту, причина його виникнення повинна бути виявлена та усунена до початку складання двигуна, щоб уникнути рецидивів.

Для огляду вийміть вкладки зі своїх ліжок у блоці циліндрів/картері двигуна, корінних та шатунних кришках та нижніх головках шатунів. Розкладіть зняті вкладки на чистій рівній робочій поверхні в порядку розташування на двигуні, щоб можна було співвіднести їх стан зі станом відповідних шийок колінчастого валу. Намагайтеся не торкатися робочих поверхонь вкладишів руками, щоб уникнути випадкового пошкодження м'якого матеріалу.

Бруд та сторонні частинки потрапляють у двигун різними шляхами. Вони можуть залишатися всередині після завершення капітального ремонту, проникнути через фільтри або систему вентиляції картера. Часто бруд потрапляє спочатку у рухову олію і вже разом із нею проникає у підшипники. Не слід забувати, що в процесі нормального зносу двигуна неминуче утворюється металева тирса. Якщо після виконання відновлювальних робіт належна увага не буде приділена процедурі чищення двигуна, в ньому обов'язково залишаться частинки абразиву. Незалежно від способу проникнення в двигун, усі сторонні частки рано чи пізно виявляються впровадженими в м'яку поверхню вкладишів підшипників ковзання і легко розпізнаються при візуальному огляді останніх. Найбільші частинки зазвичай не застрягають намертво у вкладишах, але залишають на їх робочих поверхнях і поверхнях відповідних шийок валу глибокі борозни та задираки. Найкращим захистом від появи такого роду дефектів є сумлінне відношення до виконання чищення двигуна після завершення капітального ремонту та встановлення в ході збирання лише абсолютно чистих компонентів. Також не слід забувати необхідності виконання регулярної та частої зміни рухової олії.

Масляне голодування також може бути викликано кількома причинами, які часто тісно взаємопов'язані один з одним. До таких відносяться: перегрів двигуна (що веде до розрідження олії), перевантаження (в результаті яких олія витісняється з підшипників), витоку олії (пов'язані з надмірною величиною робочого зазору в підшипниках, зносом масляного насоса, або надмірним підвищенням оборотів двигуна), і т.д. п. Порушення прохідності маслострумів, найчастіше пов'язане з недбалістю установки компонентів при складанні, що веде до розсунення масляних отворів, також викликає скорочення подачі олії в підшипники і, зрештою, до виходу вкладишів з ладу. Характерною ознакою масляного голодування є витирання та витіснення м'якого робочого шару вкладишів із їх сталевої підкладки. Іноді температура підвищується настільки, що на сталевій підкладці в результаті перегріву утворюються фіолетові плями.

Слід пам'ятати, що значний вплив термін служби підшипників надає манера водіння. Підвищення навантаження на двигун сприяють часте повне відкриття дросельної заслінки, рух на малих оборотах і т.п. В результаті відбувається витіснення масляної плівки з робочого зазору підшипників, що веде до розм'якшення вкладишів останніх та утворення на їхній робочій поверхні дрібних тріщин (утомлена деформація). Зрештою відбувається відшарування окремих фрагментів матеріалу робочого шару та виривання їх із підкладки.

Манера водіння також значною мірою впливає на термін служби підшипників. Рух з повністю відкритою дросельною заслінкою, рух на зниженій передачі ведуть до сильних навантажень підшипників і вичавлювання з робочих зазорів масляної плівки. При цьому матеріал вкладишів розм'якшується, а робочий шар розтріскується. Такі видозміна підшипникових поверхонь називається втомною деформацією. В результаті згодом робочий шар починає фрагментами відокремлюватися від підкладки і підшипники стають непридатними.

Експлуатація автомобіля в міському циклі найчастіше пов'язана зі скоєнням безлічі коротких поїздок, що веде до розвитку корозії підшипників, оскільки недостатнє прогрівання двигуна сприяє випаданню всередині нього конденсату та утворенню їдких газів. Агресивні продукти накопичуються в руховому маслі, утворюючи шлам і кислоту, оскільки масло постійно надходить у підшипники, зрештою, впливають на матеріал вкладишів останніх, викликаючи його окислення і руйнація.

Неправильне встановлення вкладишів при складанні двигуна також веде до швидкого їх руйнування. При надто щільній посадці неприпустимо скорочується величина робочого зазору, що причиною масляного голодування підшипників. Попадання між спинками вкладишів та постільними підшипниками сторонніх частинок веде до утворення ділянок піднесення робочої поверхні та руйнування останньої в процесі нормальної роботи двигуна.

Як вже згадувалося вище в цьому розділі, заміна вкладишів при капітальному ремонті двигуна повинна проводитися в обов'язковому порядку, незалежно від їх стану (див. Установка колінчастого валу і перевірка робочих зазорів корінних підшипників) - спроба проігнорувати цю вимогу здатна призвести лише до економії, що здається.

Як відомо, кривошипно-шатунний механізм (КШМ) працює в дуже важких умовах - це і висока температура, і великі швидкості, і нестабільність мастильних речовин () і т. д., саме через це даний вузол першим виходить з ладу. До основних несправностей КШМ відносяться: знос корінних і шатунних шийок, знос вкладишів (підшипників) корінних і шатунних шийок, знос стінки поршня, знос поршневих кілець (компресійних і маслознімних), знос стінки циліндра і поршневих пальців, поломка нагару на днищі поршня, а також розломні тріщини, обломи та прогари.
Всі ці несправності проявляються по-різному, багато з них можна виявити за характером та інтенсивністю стукоту та шуму.

Зношування корінних і шатунних шийок (див. Рис 1, 2). При такому зносі найчастіше з'являється надмірний шум, стукіт і вібрація двигуна в області колінчастого валу. Глухий звук, який посилюється при різкому збільшенні обертів колінчастого валу, вказує на зношування шатунних або корінних шийок колінчастого валу або на зношування їх вкладишів. Стук шатунних шийок відрізняється від корінних - він різкіший, а в корінних - глухіший. Стук шийок колінчастого валу добре прослуховується через стінку, тому шатунні шийки чути у двох зонах ВМТ і НМТ, коли стукіт корінних шийок тільки в одному місці (ближче до нижньої частини блоку циліндрів). Якщо при запуску холодного двигуна чути дзвінкий стукіт, який у міру прогріву зникає, - це вказує на знос поршневої групи. Схожий звук, що прослуховується на всіх температурних режимах ДВС, свідчить про надмірне зношування поршневого пальця або верхню втулку шатуна (див. Рис №6). При критичному зносі корінних або (і) шатунних шийок звук стає гучнішим, з'являється металевий дзвін, при такому зносі швидше за все відбулося розплавлення вкладишів внаслідок масляного голодування.

Так, якщо вихлопні гази синюватого кольору, а рівень моторного масла постійно зменшується - це вказує на зношування циліндро-поршневої групи. Збільшена витрата моторного масла, палива і значне зниження потужності може відбуватися через залягання поршневих кілець (як компресійних, так і маслознімних, см Рис № 4) і збільшеного зношування їх і циліндра (см Рис №3). Залягання поршневих кілець можна усунути без розбору двигуна, заливши в циліндри через отвір для свічки (для дизелів - через отвір для форсунок або через впускний колектор) спеціальний розчин, що складається з 50% гасу і 50% денатурованого спирту. Після 8-10 годин простою необхідно завести двигун і дати йому попрацювати протягом 10-20 хвилин, потім змінити моторне масло. Така процедура дозволяє значно знизити кількість нагару (саме нагар не дозволяє вільно рухатися поршневим кільцям у канавках поршня) в області поршневих кілець і днища поршня, цим звільнивши і відновивши їхню працездатність.

Несправності КШМ можуть виникнути через безліч різних факторів, але в більшості випадків винна неправильна експлуатація.
Неправильна експлуатація. До неправильної експлуатації відносять: використання неякісних мастильних матеріалів, палива з низьким октановим числом, встановлення неякісних паливних, повітряних та. Вплив усіх цих факторів посилюється в рази при несвоєчасній їхній заміні. Так, при використанні неякісного палива слід частіше міняти і свічки, а нагар у поршневій системі періодично «змивати» спеціальними рідинами. Неякісні фільтри також неякісно виконують свою роботу, що призводить до збільшення абразиву в маслі та, як наслідок, до збільшеного зношування деталей. Вибір моторного масла слід проводити згідно з розрахунковими характеристиками (зазвичай вони вказуються заводом-виробником), саме під них розрахований двигун вашого автомобіля і відступати від них не слід. Повітряний фільтр, коли він сильно забруднений, різко знижує пропускну здатність, через що у впускному колекторі утворюється високе розрядження і коефіцієнт наповнення знижується - це одна з причин утворення надмірного нагару, зниження потужності двигуна та збільшення витрати палива.

Природний знос. Природне зношування протікає дуже повільно і, як правило, залежить від умов експлуатації. При правильній експлуатації пробіг двигуна може досягати більше 1 000 000 км, термін його життя понад 10 років, а сучасних двигунів ще більше!

Зношування внаслідок тривалого перегріву (див. Рис №5). Такий вид зносу найчастіше виникає у літній та весняний час. Влітку перегрів виходить через підвищену температуру навколишнього середовища, а навесні через утеплення двигуна та значне коливання температури навколишнього повітря. Внаслідок перегріву може виникнути розплавлення поршнів, прогар випускних клапанів та втрата пружності в поршневих кільцях. Навіть короткочасний перегрів значно знижує термін служби двигуна, саме тому слід приділяти велику увагу системі охолодження двигуна. У системі охолодження все важливо: і рідина, яку ви використовуєте, і кришка горловини радіатора, не кажучи вже про її герметичність та чистоту осередків радіатора.

У фірмових інструкціях з експлуатації дизелів зазвичай наводяться дані щодо відбракування вкладишів підшипників. За відсутності таких даних можна скористатися такими рекомендаціями.

Дефекти вкладишів підшипників найчастіше свідчать про якісь дефекти в дизелі, а не про поганий стан самих вкладишів. Якщо вкладка пропрацювала значний час, то на ній можуть бути виявлені ознаки різних дефектів, в період приробітку нового вкладиша можна виявити конкретний дефект у чистому вигляді. Усі дефекти вкладишів підшипників можна умовно поділити на такі групи: знос, втома, корозія, ризики та подряпини, ерозія та кавітація; фреттинг-корозія та піттинг, повна руйнація.

Фізичною першопричиною зносує порушення гідродинамічної масляної плівки та робота підшипника в режимі напівсухого тертя. Напівсухе тертя виникає при підвищених навантаженнях на підшипник, нестачі олії або її високій температурі, підвищеній шорсткості шийки. Напівсухе тертя неминуче при пуску дизеля та під час його зупинки.

Розглянемо найбільш характерні ознаки зношування робочого шару тонкостінних вкладишів підшипників:

1 - зношування робочого шару по всій ширині підшипника в зоні максимального навантаження. Якщо зношування відбувалося протягом тривалого часу, то це нормальний процес, якщо ж за короткий час на всіх підшипниках, то можливими причинами можуть бути: неспіввісність підшипника та шийки валу, нестача олії або її висока температура, шорсткість шийок валу. Вкладиш не є дефектним, якщо не оголений розділовий шар;

2 - на новому вкладиші через короткий час сліди приробітку всередині підшипника внаслідок відхилення у формі шийки валу або ліжка підшипника;

3 - на верхньому та нижньому вкладишах з різних боків односторонній слід приробітку, блискучий на тлі матово-сірої поверхні робочого шару. Причина: неспіввісність шийки валу та ліжка підшипника. При незначній неспіввісності слід приробітку повинен поступово зміститися до середини підшипника, а блиск по краях - зникнути;

4 - одностороннє зношування гальванічного робочого шару на всю глибину внаслідок надмірного перекосу осей валу та ліжка підшипника;

5 - одностороннє зношування на верхньому і нижньому вкладишах внаслідок конусності шийки, похибок при виконанні її жолобників, коливань кінцевої шийки. На проміжних підшипниках одностороннє зношування неприпустимо, потрібно шийки калібрувати. На кінцевих підшипниках одностороннє зношування допускається, якщо розкепи кривошипів знаходяться в допустимих межах;

6 - двосторонній слід приробітку на обох вкладишах внаслідок кромкових навантажень з обох боків підшипника при неправильній формі шийки валу або ліжка. Після її виправлення вкладки можна використовувати, якщо немає повного зносу робочого шару на їх краях;

7 - локальний слід приробітку через нетривалий час внаслідок неточності форми шийки чи вкладиша. Вкладиш не є дефектним, якщо з часом слід приробітку зникає;

8 - місцеве зношування у вигляді різко окресленої блискучої плями через нетривалий час роботи. Причина - наявність сторонньої частинки між ліжком і вкладишем або надмірне виступ фіксуючого штифта. На спинці вкладиша у разі зазвичай є відбиток. Якщо місцеве піднесення менше товщини робочого шару, то з часом блиск зникне, якщо більше - є небезпека задира шийки і необхідно усунути причини місцевого тиску на спинку вкладиша;

9 - одностороннє зношування в районі роз'єму на обох вкладишах з різних бортів через зміщення кришки підшипника. У районі роз'єму кромки вкладиша знімають масляну плівку і є небезпека задира шийки. Дефект складання має бути негайно усунений, а вкладки з великим зносом замінені;

10 - двостороннє зношування в районі роз'єму через недостатній зазор. Необхідно перевірити зазор та розміри ліжка підшипника. Вкладиші з великим зношуванням замінити;

11 - смуговий знос посередині вкладиша внаслідок напрацювання на шийці валу або недостатнього округлення кромок мастильного отвору. Необхідно усунути дефект шийки, а вкладки з великим зносом замінити;

12 - сліди приробітку по краях мастильної канавки у разі неточності виготовлення вкладиша. Необхідно усунути натир по краях канавки, щоб уникнути порушення підведення олії;

13 - діагонально розташовані сліди приробітку або зношування робочого шару внаслідок нерівномірної затяжки підшипника або нерівномірного «розвалу» вкладиша. Вкладиші з великим зношуванням або неоднаковим по ширині розвалом підлягають заміні;

14 - наволікання металу робочого шару за напрямом обертання шийки. Метал «розмазаний», особливо у середині навантаженої зони. Спинка вкладки зазвичай має чорний колір від нагару масла або кольору втечі. Розвал вкладиша відсутня чи має негативне значення (краї загнуті всередину). Причина - робота в режимі напівсухого тертя через недостатнє прокачування дизеля олією перед пуском, високу температуру олії або підвищену шорсткість шийки валу. Дефекти шийки необхідно усунути, а вкладку замінити.

Під втомою робочого шарувкладиша (бабітового, бронзового, алюмінієвого, гальванічного) розуміється виникнення у ньому тріщин з будь-якої причини. У міру збільшення кількості та довжини тріщин на поверхні підшипника спочатку утворюється сітка «бруківка». Потім відбувається вимивання окремих шматочків металу, що відстали, ерозійне розширення тріщин і на поверхні утворюються канали, що нагадують сліди жука-короїда (ефект «короїда»).

Найчастіше тріщини виникають у бабітах із відносно невеликою межею втоми. Межа втоми свинцевих бронз значно вища, і тріщини у бронзовій заливці з цієї причини не виникають. Причиною утворення тріщин та «короїда» у заливці із свинцевої бронзи є локальні перегріви вкладиша підшипника. При підвищенні температури досягається межа плинності свинцю, і він вичавлюється зі сплаву на поверхню робочого шару. Шийка підшипника починає працювати по чистому свинцю, і температура знижується. У міру зношування та винесення свинцю з поверхні вкладиша оголюються кристали міді, в режимі напівсухого тертя знову підвищується температура, і процес повторюється. Після певної кількості циклів вміст свинцю в поверхневому шарі бронзи значно знижується, а між кристалами міді утворюються мікропори. При високих навантаженнях ці пори стискаються, відбувається пластична деформація кристалів міді з утворенням мікротріщин, які поступово розвиваються у видимі тріщини.

У багатошарових вкладишів без роздільного шару нікелю можливі відшарування та фарбування гальванічного робочого шару. Причиною може бути чиста втома матеріалу, але найчастіше це відбувається внаслідок дифузії олова з гальванічного шару в бронзу з утворенням мідно-олов'янистих кристалів, які знижують міцність з'єднання гальванічного шару і бронзи (швидкість дифузії різко зростає з підвищенням температури вкладиша підшипника).

Розглянемо характерні приклади утворення тріщин у робочому шарі вкладиша підшипника:

15 - Рідкісні незамкнені тріщини в робочому шарі. Причини - перевищення міцності втоми бабіта або гальванічного шару, перегрів робочого шару з бронзи. За підшипником потрібен регулярний контроль, оскільки згодом тріщини можуть набути стан «бруківки» (вид 16) або «короїда» (вигляд 17). У цих випадках, а також при відшаруванні гальванічного шару (вид 18) вкладки підлягають заміні;

19 - втомні тріщини внаслідок відсутності опори для вкладиша в районах мастильних отворів та канавки в ліжку підшипника; на спинці вкладиша видно характерний відбиток; вкладка підлягає заміні;

20 - тріщини типу «камень» та «короїд» у районі роз'єму. Причина - дефект монтажу (зсув кришки підшипника, слабка або нерівномірна затяжка болтів), що викликає циклічні деформації вкладиша у цьому районі. На спинці вкладиша у відповідному місці може спостерігатись фреттинг-корозія. Вкладиш бажано замінити.

Хімічна корозіяробочого шару вкладиша підшипника викликається наявністю в олії кислот, лугів, води та солей. В результаті окислення і вимивання свинцю зі сплаву поверхневий шар бабіта стає пухким і пористим (легко знімається нігтем), здатність підшипника, що несе, різко знижується і зростає зношування. При корродуванні свинцевої бронзи в поверхневому шарі залишаються кристали міді і його структура стає такою самою, як при втомі матеріалу. Тому встановити справжню причину дефекту можна лише за допомогою спеціальних металографічних досліджень.

Багатошарові вкладиші підшипників з гальванічним робочим шаром за нормальних умов експлуатації зазвичай не кородують (завдяки додаванню до сплаву олова або індія). Корозія виникає за підвищеної температури масла; по краях зношування з'являються темні плями з шорсткою або злегка пористою поверхнею. Потім внаслідок зношування плями знімаються і з'являється блискучий шар; у цьому випадку спостерігається підвищений зношування, хоча першопричиною є корозія. Для запобігання корозії підшипників необхідний регулярний контроль якості мастила.

Характерний приклад хімічної корозії робочого шару вкладиша підшипника показаний на вигляд 21.

Вкладиші підшипників дизель-генераторів іноді піддаються електрокорозії через наявність різниці потенціалів (не менше 0,03 В) між валом і підшипником і виникнення блукаючих струмів при недостатньому заземленні підшипника. При цьому на робочій поверхні вкладки з'являються шорсткі плями у вигляді шрамів і рубців, розташованих під деяким кутом до напрямку обертання валу (вид 22).

Ризики та подряпинизазвичай виникають при забрудненні олії. Частинки забруднень розмірами менше масляного зазору і твердістю, меншою твердістю робочого шару вкладиша, потоком масла відносяться через зазор і стан помітного підшипника впливу не надають.

Частинки розмірами більше масляного зазору і твердістю, рівною або більшою твердості робочого шару, захоплюються шийкою, що обертається і дряпають тертьові поверхні до тих пір, поки не вдавляться в робочий шар підшипника. Ризики та подряпини можуть утворитися внаслідок корозії шийки валу, коли тут утворюються виразки з гострими кромками.

На вигляд 23 показані кругові ризики та подряпини, спричинені частинками забруднень у маслі. Ризики іноді закінчуються блискучим світлим кільцем довкола чорної точки; краї рисок також можуть мати блискучі світлі смуги. Крапка у світлому кільці наприкінці ризику - це місце застосування сторонньої частки. При вдавлюванні частки у робочий шар по краях метал витісняється, а потім згладжується шийкою валу; ці згладжені краї і виглядають у вигляді блискучого кільця. Вкладиш підлягає заміні, якщо ширина рисок перевищує 1 мм і вони досягли шару бронзи або алюмінієвого сплаву.

Стрілоподібні ушкодження робочого шару є наслідком впровадження в робочу поверхню вкладиша частинок азотованої шийки валу (вид 24). Вкладиш необхідно замінити, а шию відполірувати.

Ерозія та кавітація(вигляд 25) часто проявляються спільно, і буває важко визначити, який із цих процесів призвів до пошкодження робочого шару підшипника. Ерозія виникає при високій швидкості масла та наявності в ньому найдрібніших твердих частинок; у місцях зміни напрямку потоку олії частинки ударяються об поверхню робочого шару і викришують (відколюють) частинки металу цього шару. Кавітація викликається різкою зміною тиску в потоці олії.

Якщо площа вимивань становить не більше 10% поверхні і вони розташовані поза навантаженою зоною, то вкладку можна залишити в роботі. Ерозійні пошкодження у вигляді кущових канавок з різко окресленими кромками показані на вигляд 26, кавітаційно-ерозійні ушкодження вкладиша через підвищену вібрацію колінчастого валу - вид 27, а через різке підвищення тиску згоряння - вид 28.

Сутність фреттинг-корозіїполягає в наступному. Якщо дві притиснуті одна до одної металеві поверхні мають незначні взаємні переміщення, то в них виникають знакозмінні напруги зсуву (на додаток до напруг стиснення) і при досягненні ними граничних значень відбувається перенесення м'якшого металу на твердіший.

Піттінгподібний до фреттинг-корозії, але дві поверхні знаходяться під впливом змінного навантаження стиснення (наприклад, внаслідок вібрації). При піттинг на поверхнях з'являються сліди винесення металу у вигляді оспін. Для запобігання корозії при зберіганні на спинки вкладишів часто наносять шар чистого олова або свинцевого сплаву. Такий шар одночасно сприяє зменшенню фреттинг-корозії.

На вигляд 29 показана характерна картина фреттинг-корозії спинки вкладиша: оспоподібні вириви металу на спинці та налипання частинок металу ліжка. Причини – малий натяг вкладиша у ліжку підшипника чи недостатня затяжка болтів. Причиною фреттинг-корозії в районі роз'єму підшипника може бути відсутність розвалу вкладиша або усунення кришки підшипника під час монтажу. Вкладиш підлягає заміні, якщо зона фреттінг-корозії перевищує 5% площі спинки вкладиша.

На вигляд 30 показаний піттинг на поверхнях роз'єму вкладиша (через його малий натяг у ліжку або недостатнє затягування болтів), а вид 31 - на робочій поверхні вкладиша (через вібрацію колінчастого валу).

ОЛЕКСАНДР ХРУЛЄВ, "АБС"

Дефекти та поломки деталей двигуна створюють для власника автомобіля великі неприємності та виливаються у кругленьку суму на ремонт. Але і сервісної станції капітальний ремонт двигуна здатний завдати чимало клопоту. І справа не тільки в складності конструкції деяких двигунів та трудомісткості виконання ремонтних робіт. Просто помилки обходяться дорого, а усувати несправності щодо гарантії, якщо щось трапиться з двигуном після ремонту, СТО доведеться власним коштом. Подібні події іноді трапляються, і нерідко причиною їх є дефекти підшипників двигуна.

Підшипники в двигуні здатні без будь-яких пошкоджень надійно працювати багато сотень тисяч кілометрів. Однак навіть невелике відхилення від нормальних умов роботи рано чи пізно призводить до виходу підшипників і відповідно всього двигуна з ладу. Перш ніж розбиратися, чому це відбувається, треба з'ясувати.

Що таке підшипник?

Перше, що зазначимо, йдеться про підшипник ковзання, що складається з вкладишів, встановлених в отворі корпусу - ліжка. Робота підшипника ковзання заснована на ефекті "масляного клина": обертаючись, вал під дією навантаження зміщується щодо осі підшипника, що викликає "затягування" олії в звужувальному зазорі між валом і вкладишами. Внаслідок цього вал "упирається" у масляний клин і при нормальній роботі підшипника не стосується вкладишів. Чим більший тиск і в'язкість олії в зазорі, тим більше навантаження може витримувати підшипник до дотику поверхонь.

Тиск масла в частині зазору, що звужується, в багато разів більше, ніж тиск подачі, і може досягати 600-900 кг/см2. Тим не менш, тиск подачі - теж важливий параметр: від нього залежить кількість олії, що прокачується через підшипник, і, відповідно, умови його охолодження.

Порушення в системі мастила, що викликають зниження тиску, призводять до руйнування масляної плівки, що поділяє деталі. У подібних випадках виникають режими напіврідинного і навіть сухого тертя, що супроводжуються перегріванням та пошкодженням поверхонь підшипника.

Вал і отвір, утворене вкладишами, повинні мати правильну геометричну форму, при якій між ними забезпечується певний проміжок (зазвичай 0,03-0,08 мм), а також гладку поверхню. Збільшення зазору спричиняє падіння тиску в системі мастила та погіршення охолодження підшипника. Ще гірше зменшення зазору - воно викликає зіткнення та задир поверхонь.

Груба обробка поверхонь валу та отвору призводить до дотику їх окремих ділянок навіть при порівняно невеликих навантаженнях, що викликає нагрівання елементів підшипника. Це загрожує задиркою - схоплюванням матеріалів та їх взаємним перенесенням, - після чого підшипник виходить з ладу.

Один із найважливіших факторів, що визначають працездатність підшипника, – це матеріали, з яких виготовлені його елементи. Найкраще поєднання матеріалів таке: "тверда" поверхня валу та "м'яка" - отвори. Таке поєднання матеріалів знижує ризик виникнення задир, якщо раптом виникне контакт поверхонь (подібне можливо при запуску двигуна, коли масло ще не встигає надійти до підшипників). Однак, незважаючи на "м'якість", поверхня отвору повинна бути досить міцною, інакше навантаження, що виникають, призведуть до його руйнування.

Останні вимоги визначають конструкцію підшипника. Наприклад, для колінчастого валу, де навантаження і швидкості обертання максимальні, забезпечити працездатність підшипників вдається тільки за допомогою вкладишів, що дозволяють досягти "м'якої" поверхні та низького коефіцієнта тертя при високій міцності втоми. Досягається використанням багатошарових вкладишів, де, наприклад, основний антифрикційний матеріал (бронза) через нікелевий підшар покритий тонким шаром м'якого бабітового сплаву. А щоб вкладки тривалий час могли триматися в ліжку з натягом (це необхідно для забезпечення правильної геометрії та відведення тепла), цей бутерброд наносять на міцну основу - сталеву стрічку. Широко відомі у нас сталеалюмінієві вкладиші виконані за тим же принципом: сплав алюмінію з оловом одночасно має і "м'якість", і міцність, і хороші антифрикційні властивості.

І, нарешті, робота підшипників багато в чому визначається властивостями моторного масла – в'язкістю, температурною стабільністю, пакетом присадок. Однак в експлуатації доводиться враховувати не тільки ці параметри: олія може виявитися забрудненою твердими частинками через погану фільтрацію. У таких ситуаціях неминуче абразивне зношування робочих поверхонь, збільшення зазору і в кінцевому рахунку - пошкодження підшипника.

Зауважимо, що збільшення зазору в підшипнику понад критичну величину, що становить у середньому 0,12-0,15 мм, викликає стукіт. Він зазвичай проявляється на підвищених частотах обертання та під навантаженням, посилюючись при прогріві двигуна, коли падає в'язкість олії. Подальша експлуатація двигуна з таким підшипником призводить до лавиноподібного зростання зазору за рахунок ударних навантажень, що супроводжуються сильним нагріванням, плавленням матеріалу вкладиша та зносом шийки валу. Останні, останні стадії цього процесу - провертання вкладишів і "викидання" їх залишків у піддон картера з неминучим пошкодженням поверхні ліжка.

З нашого аналізу випливає, що сам собою підшипник з ладу виходить вкрай рідко. Якщо таке трапилося, то простою заміною вкладок ніяк не обійтися - не допоможе. Тому важливо знайти та усунути причину, що викликає несправність. Для цього майже напевно доведеться знімати та розбирати двигун. І уважно переглядати усі його деталі, насамперед – вкладиші. Тільки так вдається встановити, що...

Чому застукав вкладиш?

Незважаючи на різноманітність причин виходу підшипників із ладу, їх можна розбити на дві групи. Перша пов'язана з порушенням правил експлуатації – тут відповідальність лежить цілком на водії автомобіля. А ось друга група – це явні помилки механіків, які ремонтували двигун. Причому сказати, яка з груп чисельніша, важко. Втім, судіть самі.

Абразивне зношування - дуже поширена причина пошкодження вкладишів. Абразивні частинки викликають прискорене зношування, якщо довго не змінювати масло і масляний фільтр. Тоді фільтруючий елемент буде одного прекрасного дня забруднений настільки, що більша частина масла почне надходити в двигун через відкритий перепускний клапан без очищення.

Процес абразивного зношування різко прискорюється, якщо в двигуні встановлені швидкозношувані елементи (розподільний вал, штовхачі клапанів і так далі) низької якості. Стружка, потрапляючи в олію у дедалі більших кількостях, засмічує масляний фільтр лише кілька сотень кілометрів пробігу.

І все ж таки головна причина абразивного зносу - неякісне складання відремонтованого двигуна. Якщо деталі не мити перед збиранням, то вкладиші прослужать набагато менше за встановлений термін.

Абразивні частинки легко виявити - вони впроваджуються в м'який робочий шар вкладишів у вигляді "блискіток", дряпають поверхні вкладиша та валу - особливо поблизу мастильних отворів. В результаті неякісного складання вкладиші вже за кілька годин роботи матимуть такий "блідий" вигляд, якого не зустрінеш і після тисячі годин нормальної експлуатації.

Корозія робочого шару вкладиша - наслідок тривалої експлуатації двигуна з багатошаровими вкладишами на маслі, що "постаріла". Воно здатне хімічно впливати на матеріал вкладишів, окислюючи та руйнуючи робочу поверхню. Корозія проїдає верхній шар, потім нікелевий підшар і добирається до основного антифрикційного шару, залишаючи на поверхні численні пори.

Насправді цей вид ушкодження є результатом так званої фреттинг-корозії (корозії під напругою), що виникає при великих навантаженнях у підшипниках. Така картина більш характерна для дизелів, причому не тільки через нерегулярну заміну олії, а й при використанні невідповідних сортів олій.

Вифарбовування та руйнування робочого шару – типовий приклад наслідків неякісного ремонту двигуна. Воно проявляється як місцевого відшарування матеріалу від основи.

Вифарбовування зазвичай виникає у двох випадках:

По-перше, якщо застосовуються вкладиші, що не відповідають за навантаженням і частотою обертання. Це веде до втомного фарбування робочого шару, що зазвичай спостерігається у верхнього шатунного вкладиша. Подібна ситуація можлива при встановленні на дизель вкладишів від бензинового мотора або при використанні на дизелі з безпосереднім упорскуванням та наддувом вкладишів, призначених для атмосферного дизеля;

По-друге, якщо між вкладишем та ліжком потрапляє тверда частка, тоді руйнація вкладиша відбудеться через дуже великі локальні навантаження. Вифарбовування передує місцеве руйнування мастильної плівки та місцеве перегрівання вкладиша. Остання обставина є ключовою для пошуку причини - на тильній стороні вкладиша надрукується чорна пляма перегріву.

Недолік мастила - чи не найпоширеніша причина руйнування вкладишів. І починається воно з руйнування олійної плівки. Причин цього більш ніж достатньо.

Найпростіша і найпоширеніша - порушення подачі олії. Якщо масло витекло з пробитого піддону, зрізані шліци приводу маслонасоса або забитий маслоприймач, результат буде один - руйнування масляної плівки, контактування поверхонь, зростання температури та плавлення матеріалу вкладишів. До аналогічного результату призводить також недостатній зазор у підшипнику, неспіввісність та неправильна форма ліжка - все це викликає різке зростання навантажень та "вичавлювання" масла із зазору між вкладишем і шийкою валу. Подібний ефект спостерігається і при розрідженні олії паливом чи охолоджувальною рідиною, а також при запуску на сильному морозі двигуна, заправленого густим літнім маслом.

Вкладиші, які зазнали режиму масляного голодування, на ранній стадії мають блискучі підплавлені ділянки. Подальша робота підшипника в такому режимі веде до швидкого розширення пошкоджених ділянок, зносу, задир, плавлення та повного руйнування робочого шару.

Перегрів вкладок зазвичай супроводжує масляного голодування. Однак він може виникати і при рясному мастилі. Наприклад, при деформації ліжка, коли вкладиші не мають гарного натягу та теплового контакту з опорами блоку або шатуном. При ремонті двигуна такий самий результат дає недостатня затяжка болтів кришки підшипника або потрапляння частинок бруду між площинами гнізда кришки.

При перегріві вкладишів, крім блискучих підплавлених ділянок, фарбування та розтріскування робочого шару, потемніння тильного боку вкладишів, буде спостерігатися деформація сталевої основи вкладишів. В даному випадку вкладка, встановлена в ліжко, не утримується в ній і випадає.

Зношування біля краю вкладиша виникає з різних причин. Так, при перекосі осей ліжка та валу спостерігається діагональне зношування країв. Така картина часто проявляється у шатуна із деформованим стрижнем.

Зношування країв вкладишів нерідко виникає через занадто великі жолобники, виконані на шийках колінчастого валу при його ремонті. Таке зношування можливе як з одного, так і з обох сторін вкладишів залежно від форми жолобників.

Перекіс осей веде до підплавлення країв вкладишів, тоді як жолобники зазвичай прокреслюють на краях вкладишів ризики, знімаючи "зайвий" метал.

Пошкодження вкладишів великими частинками спостерігається в основному при встановленні валів, відновлених різними методами наварювання та наплавлення. В окремих випадках відбувається відшарування нанесеного на вал металу, а його частинки, відриваючись від шийки, ушкоджують вкладиші, залишаючи на них характерні V-подібні сліди. Оскільки відновлення валів використовується рідко, цей вид дефектів практично майже зустрічається.

Розглядаючи причини пошкодження та виходу вкладишів з ладу, можна легко скласти перелік заходів, які допомагають якщо не виключити, то до мінімуму зменшити ймовірність поломок. У всякому разі, профілактика вийде набагато простіше та вигідніше, ніж ремонт. Отже, залишилося розібратися...

Як уникнути ремонту?

Перше, що відзначимо, - правила профілактики очевидні, але чомусь багато хто про них забуває (напевно, сподівається на горезвісне "може"?).

В експлуатації запорука безвідмовної роботи підшипників – справність системи змащення двигуна. Це означає, що треба застосовувати олію високої якості, своєчасно контролювати її рівень і вчасно міняти її разом із масляним фільтром. А будь-яку несправність у роботі двигуна слід усувати негайно, не відкладаючи на "потім".

Комплекс "ремонтних" правил об'ємніший. Головне - це чистота всіх деталей, їх уважний контроль, причому як візуальний, і з допомогою вимірювальних приладів. Особливу увагу слід звертати на геометрію ліжок вкладишів, перекоси чи непаралельність осей ліжок та шийок.

Безумовно, ремонт чи відновлення окремих деталей (блоку циліндрів, колінвалу, шатунів) мають виконуватися якісно. Це необхідно перевіряти, проводячи відповідні виміри. При збиранні повинні використовуватися тільки якісні комплектуючі, що відповідають саме цьому двигуну. І, звичайно, не можна забувати про "золоте правило" моториста - краще зазор на 0,03 мм більше, ніж на 0,01 мм менше. Тільки тоді можна бути впевненим, що вкладка не підведе - не зноситься, не розплавиться і не застукає.