Выход из строя подшипника коленчатого вала
Подшипник коленчатого вала – важная деталь в двигателе, он несет достаточно большую нагрузку. На многих автомобилях устанавливается однорядный шариковый подшипник к/в, который изнашивается со временем, но у него достаточно большой ресурс – часто он не меняется даже во время проведения капитального ремонта.
Если опорный подшипник коленвала (ПК) не шумит, при полной разборке ДВС его рекомендуется менять для того, чтобы избежать внеплановых работ и дополнительных расходов. Если он будет неисправен, с мотором и коробкой передач возникнут различные проблемы, а в некоторых случаях потребуется и серьезный ремонт.
Причины выхода из строя подшипника коленвала
Стандартный коленвальный подшипник в автомобильном двигателе – закрытого типа, с завода в его шариковый механизм набивается консистентная смазка (типа литол). Чаще всего ПК преждевременно выходит из строя:
- из-за недостатка смазки;
- низкого качества изготовления детали;
- неквалифицированной установки (с перекосом, с «недобивкой» до конца).
Неисправный ПК в первую очередь начинает шуметь, в конечном итоге он может и развалиться.
Признаки неисправного подшипника к/в
Подшипник расположен в хвостовике коленвала, через него к/в соединяется с первичным валом КПП. Расслышать, как шумит ПК, удается не всегда, так как он небольших размеров, находится за маховиком и сцеплением, закрыт картером маховика (КПП). Но определить неисправность детали можно и по другим признакам:
- при выжиме педали сцепления появляется шуршание;
- плохо включается первая передача, иной раз ее удается включить только через другую скорость.
Также может при увеличении оборотов появиться неритмичный стук, но поставить точный диагноз можно, лишь добравшись до самой детали. Если шарики у подшипника развалились, в хвостовике коленвала остается только обойма, и снимать ее в этом случае непросто.
Замена подшипника к/в
ПК можно заменить без демонтажа двигателя, сняв коробку передач, сцепление и маховик. Обычно для выпрессовки подшипника из хвостовика к/вала используются специальные съемники, они бывают разными в зависимости от модели ДВС. Если шарики развалились, доставать обойму подшипника из тела коленвала будет проблематично, но есть один верный способ, для этого нужно:
- взять каленое зубило и молоток;
- накрыть обойму куском материи (чтобы осколки металла при ударе не отлетели в глаз или в руку):
- резким ударом молотка по зубилу разрубить обойму.
Металл обоймы подшипника прочный, но хрупкий, от сильного удара он крошится на куски. Здесь важно не промахнуться по хвостовику коленвала, иначе можно повредить вал. И самое плохое, если ПК «просажен» – посадочное место в хвостовике со временем разбивается, и тогда к/вал приходится менять.
Источник
Секреты коленчатого вала для гоночного мотора
Любителям автомобилей, неутомимым самостоятельным ремонтникам и, конечно же, самым разным водителям – привет!
Меня зовут Николай Остапцов. Я инженер-механик. Мне 55 лет, из которых 37 связан с автомобилями. В молодости заработал 1 разряд по автоспорту.
Более 23 лет занимался самостоятельным авторемонтом, кузовными работами и покраской.
— —— Ставьте лайки, делитесь с друзьями, подписывайтесь на канал
Сегодня поговорим о Коленчатом вале, сокращённо — КВ.
КВ является одной из самых ответственных и сложных в конструктивном отношении деталей двигателя. От его прочности во многом зависит не только надёжность, но и возможность его форсировки.
Наиболее простым способом доработки КВ можно считать облегчение (обрезка) противовесов. С двигателя УЗАМ можно снять до 6 кг «лишнего веса». Конечно, и это требует определённых знаний и умений, но.
Самый интересный способ «доработки», если это «упражнение» язык повернётся назвать доработкой — Коленчатый вал на подшипниках качения.
Главное его достоинство — заметное уменьшение потерь на трение.
В 1969-1970 годах, для сборной СССР по авторалли, изготавливались КВ, в которых в качестве коренных использовались шариковые подшипники качения и для шатунных — роликовые.
Основные размеры тех валов оставались без изменений. Что касается выбора подшипников, то наружные размеры их были ограничены: для коренных — расстоянием между шпильками крепления коренных крышек блока цилиндров, для шатунных — размером кривошипной части шатуна.
На коренную шейку устанавливались два шариковых подшипника № 110 (первая мелкая серия), на шатунную — два роликовых № 292206
Роль внутренней обоймы выполняет сама шатунная шейка, поэтому твёрдость её должна быть не меньше HRC 60-65. Радиус кривошипа оставлялся 35 мм.
Изготовление такого вала — дело очень не простое. Дело даже не в изготовлении деталей — тут трудностей быть не должно.
Очень сложна сборка. Даже высококвалифицированные мастера из Сборной СССР портили по нескольку комплектов, прежде, чем удавалось получить удачный вал.
Эдвард Георгиевич Сингуринди, член команды, а в последствии и её тренер, рекомендовал:
1. Иметь небольшой резерв, 1-2 штуки, лишних подшипников, шеек и щёк сверх комплекта. Не забывать, что такой вал является сборным, но не разборным, т.е. он собирается один раз и навсегда.
2. Между каждой парой подшипников нужно ставить распорные шайбы. Свободная посадка подшипника на шейку не годится — нужно либо заменить подшипник, либо шейку.
3. Сначала, собираются 4 секции, каждая из двух щёк и одной шатунной шейки с роликовыми подшипниками, свободно,но без зазоров садящихся на свои шейки.
В связи с тем, что посадочные концы шеек запрессовываются в отверстия щёк, сборка должна производиться после предварительного нагрева щёк и охлаждения шеек по возможности быстро.
Собранные секции проверяются на правильность геометрии на специальной плите. Опорными поверхностями для этой и всех дальнейших проверок являются точно обработанные (не ниже 7 класса) грани щёк.
Проверенные секции собираются попарно с помощью второй и четвёртой коренных шеек по такой же технологии. Полученные таким образом две секции опять обязательно проверяются на плите и подгоняются с применением шлифовальных брусков одинакового размера.
4. Последний, самый ответственный момент — соединение двух последних секций между собой средней коренной шейкой.
Если после сборки вала при окончательной проверке на плите его кривизна по всех плоскостях оказалась не более 0,02-0,03 мм, считайте, что вам повезло и такой вал можно ставить в двигатель.
Вот эта фраза, про «считайте, что вам повезло», меня всегда впечатляла, особенно, когда я её впервые услышал от самого Эдварда Георгиевича (отмечу, что я никогда не был даже кандидатом в Сборную. В те времена я был студентом ЛТА, где Э.Г. Сингуринди был зав.кафедрой физвоспитания).
Для установки собранного вала в двигатель посадочные места коренных подшипников БЦ растачиваются под размер 80-0,02 мм, а нижнее отверстие шатуна — под размер 72-0,02 мм.
Расточку блока лучше производить за одну установку на станке, чтобы сохранить строгую соосность постелей под коренные подшипники.
При этом возникает необходимость в снятии части металла со шпилек крепления крышек коренных подшипников и болтов крепления крышки шатуна. Однако, нареканий на крепления не было.
Правильно собранный и закрепленный в блоке КВ вращается с лёгкостью, близкой к вращению велосипедного колеса.
Если хотите быть в курсе самых свежих новостей, узнавать о решении проблем при ремонте или «тайнах вождения» – подписывайтесь, не пожалеете!
Источник
Скутеры Обслуживание и ремонт
Износ подшипников коленвала скутера – как это происходит. Как предотвратить износ и избежать поломки.
Почему так вредно для двигателя двухтактного скутера длительное время передвигаться на максимальной скорости с полностью выкрученной ручкой газа? Рассмотрим далее практически наиболее частую причину выхода из строя коренных подшипников.
Опять мы рассматриваем двухтактные скутеры и теперь затронем наиболее частую причину капитального ремонта – износ коренных подшипников, а проще говоря – подшипников коленвала. Конечно же, вечного двигателя не существует и полностью остановить износ не возможно, он будет происходить с каждой секундой работы двигателя, но его можно существенно уменьшить, тем самым увеличив момент замены подшипника коленвала, причем существенно.
Граничные обороты.
Как известно, коленвал вращается на двух подшипниках, а скорость вращения иногда достигает 7 тыс. об/мин (не берем во внимание форсированные двигатели, когда двигатель можно раскрутить и до 15 тыс. об, этом мы поговорим ниже). И, оказывается, этот показатель именно для скутерных двухтактных двигателей является чуть ли не критическим. При достижении оборотов, приближенных к 7000 и более, в подшипнике происходит довольно интересное явление, когда он (подшипник) практически лишается смазки, работая на износ, и изнашиваясь, собственно, в разы быстрее. Эта тема очень актуальна и многие попросту не знают о «насосном эффекте» шариков подшипника, когда устанавливают коммутаторы без ограничителя скорости вращения.
«Насосный эффект».
Но вернемся к истокам и рассмотрим в деталях, кто же он такой, «насосный эффект» и почему граничная скорость оборотов двигателя практически всех скутеров находится на отметке в пределах 7 тыс. об/мин. Всему виной в данном случае центробежная сила. Вспомните, как качественно можно отжать белье в стиральной машине. Чем выше обороты отжима, тем меньше влаги остается в белье. При отжиме на 800 об/мин, вещи чуть влажные, а вот на 1400 об/мин (да, есть и такие стиральные машины), вещи практически сухие. Больше крутить барабан нет смысла, так как белье просто начнет рваться под силой высасывания наружу от барабана.
Именно в сравнении со стиральной машиной проще всего объяснить действие «насосного эффекта» на каждый шарик в подшипнике. На высоких оборотах масло стремится наружу и выбрасывается вбок и наружу, как показано на рисунке ниже. Каждый шарик работает подобно лопасти центробежного насоса уже на 7000-7500 об/мин.
Что происходит с уменьшением смазки? Правильно – нагрев. Вспомним, как масляное голодание может привести к прихвату двигателя скутера, а порой и к его заклиниванию. Так же и в подшипнике. Он начинает греться. Благо, часть тепла удаляется алюминиевым картером, в который он посажен, картер тут начинает работать в качестве радиатора, но естественно, он не может поглотить все тепло и подшипник греется по нарастающей с каждым лишним пройденным километром на максимальной скорости с выкрученной ручкой газа.
Разрушение подшипника коленвала по причине перегрева.
По мере нарастающего нагрева, тот небольшой остаток масла на беговой дорожке, который еще хоть как-то помогает механизму работать, начинает испаряться и подшипник начинает греться еще сильнее. На критических оборотах центробежная сила попросту срывает всю масляную пленку, в которой до этого катался шарик, при этом соприкосновение металлических деталей не происходило, поэтому и не было критического перегрева, и весь подшипник начинает работать без смазки на сухую.
Вот с этого момента и начинается игра со временем. Подшипник работает попросту на износ и его время жизни сокращается огромными темами. Обычно скутерист и не подозревает, что происходит внутри его двигателя в это время.
После обезжиривания беговой дорожки, металл нагревается до критических температур и изделие попросту начинает «выгорать», по-другому это и не назовешь.
«Располовинив» такой двигатель (опять же по причине «насосного эффекта), мы можем наблюдать перегретый подшипник. Внешне его поверхность покрыта т.н. «цветом побежалости» (что-то похожее на каплю бензина или масла в луже).
Резкое открытие ручки газа и резкое ускорение.
Как показывает практика, на преждевременный износ подшипника влияет не только перекручивание двигателя. Мы уже много раз затрагивали вопрос влияния манеры езды на срок службы поршневой и других узлов скутера, но подробно влияние манеры управления скутером на преждевременный износ подшипников коленвала рассмотрен не был.
Не стоит недооценивать негативное влияние резкого открытия ручки газа и резкого ускорения. Вы не на гонках, вам не важны доли секунды, более того, в конечном итоге, если прибытие на заданное место произойдет на пару минут позже, ничего страшного не случится.
Что происходит в момент резкого поворота ручки газа до максимальной отметки и движение с постоянными рывками ручки газа до упора? При грамотно настроенной трансмиссии и неизношенной ЦПГ, двухтактный скутер достаточно резко, часто с рывком трогается с места и также резко может ускоряться со средней скорости до максималки.
В этот момент резкое ускорение получают и подшипники коленвала. Вспомним строение коренного подшипника. Шарики (достаточно тяжелые) тут удерживаются сепаратором, который так же имеет свой вес. В момент резкого рывка, шарик не может набрать моментальное ускорение и какое-то время он вместо того, чтобы катиться, попросту проскальзывает по обойме. Это происходит с каждым шариком и каждый из них один за другим медленно, но уверенно с каждым рывком протирают себе дорожку. После этого, со временем, зазор увеличивается и процесс износа подшипника в целом увеличивается в геометрической прогрессии.
Форсированные двигатели.
Ну как же не затронуть тему тюнинга, гонок и драйва. Логичный будет вопрос, если все так плохо с перекрутом, резкими ускорениями и остановками, как же быть с тюнингованными двигателями?
- Тюнингованный двигатель, например тот, который будет участвовать в гонках, никогда не рассматривается с точки зрения долговечности и надежности. Естественно, он должен быть надежным, но только в рамках одной гонки.
- Его задача, проехать гонку и получить победу. Дальше его разберут и переберут, в случае необходимости установят новые детали и приготовят к новой гонке.
- В тюнинговых двигателях используют дорогие детали, рассчитанные на несколько увеличенные нагрузки.
- При тюнинге двухтактного скутера для участия в гонках, где будут применены максимальные нагрузки на критических оборотах, кардинально пересмотрена система смазки. Она тут не работает по принципу экономии и практичности, тут главная задача – снизить тепловыделение.
- Там совсем другой подход к эксплуатации в принципе и сравнение в данном случае будет не корректным.
- Многие тюнингованные скутеры попросту не доезжают до финиша даже в рамках одной гонки из-за поломок.
Заключение и рекомендации.
- Не передвигайтесь на скутере длительное время с выкрученной ручкой газа (да и вообще следует избегать выкручивания газа на максимум, разве что только на обгонах можно ускориться до максималки).
- Не следует постоянно дергать ручку газа. От этого никакого толку для вас не будет, а вот двигатель спасибо вам не скажет. Ведь можно же ускоряться плавно.
- Давайте отдыхать двигателю, разделив длительную поездку на несколько этапов. Естественно, под отдыхом мы понимаем работу скутера на холостых оборотах, а не заглушка двигателя в целом после длительной поездки. Отдыхать скутер должен на холостых оборотах, чтобы перегретые детали остыли постепенно и во время остывания смазывались маслом. Большинство двигателей двухтактных скутеров имеют жидкостную систему охлаждения, поэтому перерывы на отдых им просто необходимы. Но еще раз отметим, даже если вы уже приехали, не глушите двигатель сразу, пусть он поработает пару минут.
- На светофорах не выкручивайте полностью ручку газа при ускорении.
- На светофорах не останавливайтесь моментально, без плавного сброса газа. При подходе к светофору всегда следует замедляться, чтобы даже во время проезда его на зеленый свет, контролировать обстановку и в случае необходимости, пропустить скорую, пожарную или полицию, а может даже и какого-нибудь «обезбашенного» водителя, который не всегда готов ездить по правилам.
Еще раз стоит отметить, что тюнинг еще ни разу не привел к повышению надежности, экономичности, комфорту. Инженеры десятилетиями изучают тему комфортного передвижения на скутере, бьют голову над компромиссом между экономичностью, долговечностью и комфортом, поэтому не стоит изобретать велосипед и за свои же деньги созерцать над тем, как ваш скутер, медленно, но уверенно движется к концу своей истории.
Вы также можете ознакомиться с другими статьями на тему:
Источник