Как поменять подшипники коленчатого вала
Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания работает в экстремальных условиях. Коленвал раскручивается на большие обороты, испытывает динамические нагрузки, поэтому нуждается в подшипниках и принудительной смазке пар трения. Кроме того, такая деталь должна быть зафиксирована с минимальными люфтами. Например, допустимый зазор в сопряжении поверхностей шейки шатуна, шатунного вкладыша и самого шатуна коленвала ВАЗ 2106 должен составить не более 0,1 мм. Для долговечной и стабильной работы коленвалу нужны подшипники.
Типы и строение подшипников коленвала
Можно выделить следующие виды подшипников коленвала: опорные и упорные. По типу исполнения они могут быть качения или скольжения.
- Подшипники качения. В таких подшипниках шарики (или ролики), заключенные в сепаратор, передвигаются по замкнутой траектории между внешним и внутренним кольцом тел вращения. Подшипник одевается на вал, плотно вставляется в блок двигателя. Такие подшипники применяются в качестве опорных на коленчатых валах двигателей с маленьким объемом (например, мопеды, мотоблоки). Еще подшипник качения используется для опоры и вращения первичного вала КПП, устанавливается во фланце коленчатого вала.
- Подшипники скольжения устанавливаются в узлах коренных (опорных) и шатунных шеек коленчатого вала. Изготавливаются такие подшипники из стальной ленты в форме двух «полумесяцев» или цилиндрических втулок, соединенных между собой и с блоком двигателя специальным замком. Сверху подшипники с шейками фиксируются крышками на болтах. На поверхность трения подшипников коленчатого вала наносят специальное «антифрикционное» покрытие, которое препятствует износу. Проточки и отверстия в теле подшипника позволяют смазывать его принудительно. На более старых двигателях встречаются коленчатые валы, у которых передний и задний коренные подшипники скольжения (крайние с противоположных концов), выполнены в виде не разрезных втулок.
Коленчатый вал мопеда с опорными подшипниками качения
Подшипник качения в фланце коленчатого вала
Размер подшипников, а точнее их толщина подбирается в зависимости от состояния шеек коленвала. Со временем шейки стачиваются, чтобы компенсировать износ, производители выпускают ремонтные подшипники. Как правило, существует 4-5 ремонтных размеров. Чтобы подогнать шейки коленвала под новые подшипники, коленчатый вал шлифуют до следующего ремонтного размера.
В работе коленчатого вала необходимо предупредить продольные осевые смещения. Для этого также применяют подшипник скольжения, но устанавливают его в вертикальной плоскости. Такой подшипник является упорным. Он имеет форму «полуколец» и устанавливается между плоскостями постели вала и торцом его щеки. Полукольца не дают смещаться валу вперед или назад во время нагрузок. В современных двигателях коренные подшипники коленвала часто объединяют с упорными.
Упорный подшипник коленчатого вала в форме полукольца в блоке двигателя
Комплект коренных подшипников коленчатого вала с совмещенными упорными подшипниками
Смазка узлов подшипников коленвала
Подшипники скольжения могут работать в режиме жидкостного или полужидкостного трения. В режиме жидкостного трения поверхности не соприкасаются, вращение осуществляется на слое масла, под нагрузкой образуется так называемый «масляный клин». В случае с полужидкостным режимом трение будет жидкостным и граничным (смешанным). При граничном трении работа осуществляется на тонкой пленке масла. Смешанный и особенно граничный режимы работы, опасны для двигателя. От трения поверхности могут нагреться до критической температуры, что приведет к повреждениям подшипников и шейки вала.
Во время запуска двигателя режим будет полужидкостным, низкие обороты не позволят обеспечить маслонасосу необходимое давление. Далее после запуска с ростом оборотов создадутся условия для жидкостного режима работы и для достаточной смазки двигателя.
Замена подшипников коленчатого вала
Итак, как снять подшипник с коленвала? Если говорить о подшипнике первичного вала КПП, то без применения специальных съемников для выпресовки подшипника не обойтись. На рынке в ассортименте представлены как универсальные съемники, так и съемники для конкретных моделей подшипников.
Сняите подшипника из фланца коленвала ВАЗ 2107
Съемник подшипника коленвала ВАЗ 2107
Подшипники скольжения коленчатого вала снять не сложно, но для этого потребуется демонтаж и полная разборка двигателя. Рассмотрим замену подшипников на примере двигателя ВАЗ 2106.
Пред началом работ убедитесь, что располагаете всем необходимым. Не спешите снимать вал и подшипники, для начала необходимо проверить осевые люфты коленчатого вала.
1.Сняв все узлы и оборудование, мешающие работе, демонтировать блок двигателя (блок лучше установить на ремонтный стенд).
2. Демонтировать маховик. Для удобства на «венец» маховика необходимо установить фиксатор. Перед демонтажем необходимо отметить положение маховика относительно блока двигателя, промаркировать очередность болтов крепления маховика.
1 – ключ; 2 – маховик; 3 – болт крепления маховика; 4 – шайба; 5 – фиксатор для удержания маховика от проворачивания; 6 – передняя крышка картера сцепления.
3. Демонтировать поддон картера и маслонасос.
4.Открутить крышки подшипников шатунов, демонтировать шатуны, поочередно снимая их вместе с поршнями.
7. Снять коленчатый вал.
8. Выполнить очистку посадочных поверхностей. Заменить коренные подшипники. Важно: у подшипников № 1,2,4,5 есть проточка (канавка по центру). На третьем вкладыше проточки нет.
9. Заменить полукольца коленвала.
10. Установить коленчатый вал, накрыть его обратными половинками коренных подшипников, расставить крышки и обтянуть динамометрическим ключом. Установив в шатуны нижние половинки подшипников, поставить поршни, накрыть их ответными половинками подшипников с крышками, обтянуть динамометрическим ключом. Затяжка осуществляется с паспортными усилиями, установленными производителем. Для коренных подшипников ВАЗ 2106 усилие равно значению 68,31–84,38 Н.м, а шатунных —43,32–53,51 Н.м.
Подшипники коленчатого вала обеспечивают его стабильную нормальную работу, увеличивают ресурсность. При наличии необходимого оборудования и навыков, замена подшипников вполне по силам для рядового автомобилиста.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Коренные подшипники коленчатого вала: обзор, особенности и виды
Совершенно любой двигатель – это достаточно сложный механизм, который состоит из множества различных компонентов. Каждая деталь этого механизма обеспечивает слаженную и правильную работу всей системы в целом. При этом одни детали в большом механизме могут играть серьезные роли, а другие не настолько функциональны. Коленчатый вал, как и прочие узлы и детали, которые имеют к нему прямое отношение – это наиболее значимая часть ДВС. Именно он обеспечивает вращение маховика путем превращения энергии горения топливной смеси в механическую работу.
Одна из важных деталей в устройстве двигателя – коренной подшипник. Это небольшая деталь в форме полукольца из металла средней жесткости, имеющая специальное антифрикционное покрытие. Когда двигатель эксплуатируется в течение длительного времени, эти подшипники или вкладыши подвергаются сильному износу. В статье подробнее рассмотрим эти небольшие, но очень важные элементы ДВС.
Общее описание
Коренной подшипник двигателя или вкладыш – это не что иное, как подшипник скольжения, обеспечивающий возможность вращения коленчатого вала. Процесс вращения проходит, как результат сгорания топливной смеси в камере сгорания. При активной работе двигателя детали испытывают трение – усиленные нагрузки, а также высокий скоростной режим может вывести мотор из строя. Чтобы предотвратить эту ситуацию и максимально снизить степень трения, главные значимые элементы покрыты тонким слоем смазки – в данном случае это моторное масло. Смазываются коренные подшипники коленчатого вала посредством штатной смазочной системы. При этом масляная пленка образуется только под воздействием высокого давления масла. На рабочей поверхности вкладышей имеются отверстия, а также кольцевые канавки для подачи смазочной жидкости к шейкам коленчатого вала.
Назначение
В двигателях любой конструкции и любого типа коленчатые валы постоянно подвержены огромным нагрузкам – физическим и температурным. В процессе работы двигателя коренной подшипник удерживает коленчатый вал на оси. Работа кривошипно-шатунного механизма поддерживается и обеспечивается только этими вкладышами. Шейки коленчатого вала представлены в форме внутренних обойм, а коренные вкладыши – наружные. Эти детали, как уже было замечено, смазываются через маслоканалы.
Устройство в подробностях
Итак, тонкостенным вкладышем является изогнутая в форму полукольца стальная лента. На рабочую поверхность детали нанесен специальный антифрикционный слой. Это оловянисто-алюминиевые сплавы. В моторах с повышенными нагрузками в качестве антифрикционного покрытия применяется свинцовистая бронза.
Материалы
Коренной подшипник изготавливается из нескольких слоев. Первый слой преимущественно медный – процент содержания меди составляет от 69 до 75 процентов. Второй изготавливают из свинца – он содержится в количестве от 21 до 25 процентов. В качестве третьего слоя применяется олово – не более 4 процентов.
Размеры
Толщина коренного подшипника-вкладыша составляет около 1,5-2 миллиметров. Нужно отметить, что иногда в качестве материалов для производства этой детали может применяться другой состав – вместо меди и свинцово-оловянных сплавов используют специальные сплавы на основе алюминия.
Но стандартизация материалов для изготовления этих изделий отсутствует – каждый производитель изготавливает вкладыш по своим уникальным формулам. Единственное, что объединяет изделия между собой – это стальная лента.
Практика показывает, что используются следующие размеры слоев при производстве подшипников скольжения. Так, толщина стальной основы составляет от 0,9 миллиметра и более. Основной слой имеет толщину до 0,75 миллиметра. Слой никеля – 0,001. Слой сплава олова и свинца – 0,02-0,04 миллиметра. Оловянный слой — 0,005.
Любые сплавы, использующиеся в производстве, индивидуально подбираются для каждого мотора и рассчитываются, учитывая твердость материалов, из которых изготавливается коленчатый вал. Для повышения ресурса и работоспособности новых или ремонтных моторов рекомендуется применять только те детали, которые советует использовать производитель.
Чем тоньше коренной подшипник, тем более высокими характеристиками он обладает. Более тонкие изделия гораздо лучше лежат на постели, обладают лучшим отводом тепла, зазоры в них ниже. В современных моторах производители стараются использовать более тонкие подшипники скольжения.
Вкладыш должен быть изготовлен не только из правильно подобранных компонентов. Также очень важна и форма. Дело в том, что для правильного монтажа необходимо, чтобы подшипник имел натяг на диаметре постели коленчатого вала.
Натяг делают не только по диаметру изделия, но и по его длине. Так удается достичь отличного контакта между вкладышем-подшипником и постелью. Для валов диаметром до 40 миллиметров натяг должен составлять от 0,03 до 0,05 миллиметра. Для более крупных валов (70 миллиметров) и выше натяг составляет от 0,06 до 0,08 миллиметра.
В устройстве этой детали также имеется верхняя часть – это крышки коренных подшипников. Они фиксируются болтами или же шпильками на картере двигателя.
Производится данная деталь, а именно вкладыш, методом штамповки из стальной ленты. Штамп придает детали форму. А затем выполняется обработка торцевых частей и рабочей поверхности. Данная деталь очень точная. Допуск от номинального размера до 0,02 миллиметра на длину и до 0,005 по толщине.
Канавка и ее особенности
Чтобы к детали постоянно подавалась смазка, на всю длину коренного подшипника коленвала прорезана канавка – ширина ее составляет 3,0-4,5 миллиметров, а глубина – до 1,2. На двигателях старой конструкции данная канавка выполнялась на вкладыше и на его крышке. В современных моторах нижний вкладыш канавки не имеет. Если канавка все же имеется, тогда он отличается сниженной максимальной нагрузкой.
Отказ от нарезания канавки ведет к тому, что уровень максимальных нагрузок существенно повышается. Это позволяет снизить площадь подшипника.
Замок
Зачастую при штамповке этих деталей на нем делается замок. Устройство коренных подшипников предусматривает замок около середины. Чтобы замок был прочным, он выполняется без разрывов.
По традициям конструирования двигателей внутреннего сгорания, замки расположены в зависимости от того, в какую сторону вращается коленчатый вал. На коренном вкладыше он нужен больше для центровки при его монтаже и для подстраховки от проворачивания. Когда двигатель испытывает масляное голодание, подшипник интенсивно нагревается, и тогда его не спасут никакие замки – вкладыш проворачивается.
Основные виды
Вкладыши изготавливаются для каждого типа двигателя. Однако они различаются по внутреннему диаметру. В зависимости от модели мотора, диаметр вкладышей будет разным даже для одного конкретного мотора. Шаг размера составляет 0,25 мм. Размерный ряд – 0,25 мм, 0,5 мм, 0,75 мм и далее.
Подбирают те или иные виды подшипников по тому, в каком состоянии находятся шейки коленчатого вала. Со временем, вследствие естественного износа, шейки стачиваются. Для компенсации этого износа производителями выпускаются так называемые ремонтные коренные подшипники. Для подгонки шейки коленчатого вала под тот или иной подшипник вал шлифуют до следующего размера.
Проверка и замена
Так как коленчатый вал работает в тяжелых условиях под воздействием высоких температурных и других нагрузок, то на оси его могут удерживать только эти подшипники. Шейки выполняют роль внутренней обоймы, а вкладыши – наружных. Как и прочие элементы двигателя, эти детали также нужно периодически менять.
Меняют вкладыши чаще по причине износа, а также по причине проворота. Провернуть вкладыш может по следующим причинам. Это вязкое масло, попадание в масло абразива, малый натяг при установке крышки, недостаточная вязкость смазочного материала, эксплуатация в условиях перегрузок.
Признаки необходимости замены
Чтобы определить необходимость замены коренных подшипников, понадобится провести измерения микрометром. Но нередко удается выявить поломку визуально. Если вкладыши проворачиваются, то снятие и установка вместо них новых должна проводиться очень быстро. О том, нужна ли замена, можно понять по громкому стуку вала, снижению мощности, попыткам мотора заглохнуть.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет коренной подшипник. Как видите, это очень важный элемент в кривошипно-шатунном механизме. От его состояния зависит работоспособность всего двигателя автомобиля. Поэтому подшипник должен быть максимально надежным и иметь высокий ресурс эксплуатации.
8.2.3. Крышки коренных подшипников
Крышки коренных подшипников осматриваются и проверяются, имеющие сквозные трещины, заменяются. Разрешается восстанавливать крышки, имеющие несквозные трещины, сваркой. Прилегание крышки по картеру в плоскости разъема должно быть не менее 80% поверхности соприкосновения.
Крышки коренных подшипников должны устанавливаться в рамках картера с натягом 0,0-0,06 мм. Допускается суммарный зазор до 0,08 мм между крышкой подшипника и рамкой картера. Допускается оставлять без исправления на поверхности постелей коренных подшипников поперечные риски глубиной до 1 мм и шириной до 2 мм в количестве 5 шт., а также круговые задиры глубиной до 2 мм.
Медные трубки подвода смазки к подшипникам коленчатого и распределительного валов, в случаях их демонтажа, отжигаются, внутренние полости трубок промываются в осветительном керосине. Установка трубок с уменьшением проходного сечения более чем на 30% не допускается.
8.2.4. Коленчатый вал
При ревизии шеек коленчатого вала, вскрытых при осмотре подшипников, в соответствии с п.8.2.2., допускается устранение забоин и других дефектов опиловкой, с последующей шлифовкой и полировкой в пределах размеров ремонтных градаций коренных и шатунных шеек, приведенных в табл.3 с допуском плюс 0,02 мм и минус 0,01 мм..
Таблица 3
Размеры ремонтных градаций коренных и шатунных шеек
Наименование шеек | Ремонтные размеры, мм | |||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||||
Коренные | 239,84 | 239,34 | 238,84 | 238,34 | 237,34 | |||||
Шатунные | 209,86 | 209,36 | 208,86 | 208,36 | 207,86 | 207,36 | ||||
Наименование шеек | Ремонтные размеры, мм | |||||||||
6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||||||
Коренные | 236,84 | 236,34 | 235,84 | 235,34 | 234,84 | |||||
Шатунные | 206,86 | 206,36 | 205,86 | 205,36 | 204,86 | |||||
При осмотре коленчатого вала в процессе замены его подшипников запрещается допускать к дальнейшей эксплуатации:
коленчатый вал с устраненными дефектами по неутвержденной Департаментом локомотивного хозяйства технологии;
дизель-генераторы с установленными прокладками между статором и подшипниковым щитом генератора для увеличения развала щек шестого колена;
вкладыши коренных и шатунных подшипников реставрированные заваркой трещин в теле основного металла.
Толщина вновь устанавливаемых вкладышей должна соответствовать размерам, указанным в табл.4 с допуском плюс 0,03 мм и минус 0,02 мм.
Таблица 4
Ремонтные размеры толщины вкладышей коренных и шатунных
подшипников
Ремонтные размеры, мм | ||||||||||
0р | 1р | 2р | 3р | 4р | 5р | 6р | 7р | 8р | 9р | 10р |
7,50 | 7,75 | 8,0 | 8,25 | 8,50 | 8,75 | 9,0 | 9,25 | 9,50 | 9,75 | 10,0 |
8.2.5. Втулки цилиндров
Производится осмотр и обмеры рабочей поверхности втулок цилиндров. при положении поршней в верхней мертвой точке, пользуясь переносной лампой и зеркалом. Цилиндровые втулки, имеющие задиры и износ рабочих поверхностей выше допускаемых норм согласно приложению 1 настоящего Руководства, заменяются.
При замене втулок руководствуются следующими основными условиями:
зазор между блоком и цилиндровой втулкой в верхней и нижней частях должен быть в пределах размеров допуска;
овальность отверстий в блоке более 0,25 мм устраняется шабровкой;
местное увеличение зазора между цилиндровой втулкой и блоком допускается не более 0,35 мм на участках общей длиной не более 100 мм, расположенных не в плоскости качения шатуна. Зазор между втулкой и блоком разрешается восстанавливать нанесением эластомера ГЭН-150(В), Ф6, Ф40 или эпоксидной смолы на блок, а также лужением посадочных поверхностей цилиндровой втулки;
бурт цилиндровой втулки и гнезда в блоке осматриваются, при необходимости пришабриваются с помощью приспособления. Глубина шабровки допускается до 2 мм с последующей постановкой медного кольца, прилегание его должно быть непрерывным, шириной не менее 2 мм. Притирка буртов между собой с применением наждачного порошка или других абразивов без предварительной шабровки производится в исключительных случаях, допускается установка втулок в блоке на герметике;
овальность втулки после запрессовки в блок не должна превышать допускаемого размера, устранение овальности разрешается механической обработкой верхнего направляющего пояса втулки;
осматриваются вставные кольца блока дизеля, которые могут быть установлены при капитальном ремонте, имеющие ослабления, трещины, овальность, выпрессовываются и заменяются, установка колец производится с применением эпоксидных смол.
После
запрессовки втулки проверяется
герметичность блока опрессовкой водой
с температурой 50-60
8.2.3. Крышки коренных подшипников
Крышки коренных подшипников осматриваются и проверяются, имеющие сквозные трещины, заменяются. Разрешается восстанавливать крышки, имеющие несквозные трещины, сваркой. Прилегание крышки по картеру в плоскости разъема должно быть не менее 80% поверхности соприкосновения.
Крышки коренных подшипников должны устанавливаться в рамках картера с натягом 0,0-0,06 мм. Допускается суммарный зазор до 0,08 мм между крышкой подшипника и рамкой картера. Допускается оставлять без исправления на поверхности постелей коренных подшипников поперечные риски глубиной до 1 мм и шириной до 2 мм в количестве 5 шт., а также круговые задиры глубиной до 2 мм.
Медные трубки подвода смазки к подшипникам коленчатого и распределительного валов, в случаях их демонтажа, отжигаются, внутренние полости трубок промываются в осветительном керосине. Установка трубок с уменьшением проходного сечения более чем на 30% не допускается.
8.2.4. Коленчатый вал
При ревизии шеек коленчатого вала, вскрытых при осмотре подшипников, в соответствии с п.8.2.2., допускается устранение забоин и других дефектов опиловкой, с последующей шлифовкой и полировкой в пределах размеров ремонтных градаций коренных и шатунных шеек, приведенных в табл.3 с допуском плюс 0,02 мм и минус 0,01 мм..
Таблица 3
Размеры ремонтных градаций коренных и шатунных шеек
Наименование шеек | Ремонтные размеры, мм | ||||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||||
Коренные | 239,84 | 239,34 | 238,84 | 238,34 | 237,84 | 237,34 | |||||
Шатунные | 209,86 | 209,36 | 208,86 | 208,36 | 207,86 | 207,36 | |||||
Наименование шеек | Ремонтные размеры, мм | ||||||||||
6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||
Коренные | 236,84 | 236,34 | 235,84 | 235,34 | 234,84 | ||||||
Шатунные | 206,86 | 206,36 | 205,86 | 205,36 | 204,86 | ||||||
При осмотре коленчатого вала в процессе замены его подшипников запрещается допускать к дальнейшей эксплуатации:
коленчатый вал с устраненными дефектами по неутвержденной Департаментом локомотивного хозяйства технологии;
дизель-генераторы с установленными прокладками между статором и подшипниковым щитом генератора для увеличения развала щек шестого колена;
вкладыши коренных и шатунных подшипников реставрированные заваркой трещин в теле основного металла.
Толщина вновь устанавливаемых вкладышей должна соответствовать размерам, указанным в табл.4 с допуском плюс 0,03 мм и минус 0,02 мм.
Таблица 4
Ремонтные размеры толщины вкладышей коренных и шатунных
подшипников
Ремонтные размеры, мм | ||||||||||
0р | 1р | 2р | 3р | 4р | 5р | 6р | 7р | 8р | 9р | 10р |
7,50 | 7,75 | 8,0 | 8,25 | 8,50 | 8,75 | 9,0 | 9,25 | 9,50 | 9,75 | 10,0 |
8.2.5. Втулки цилиндров
Производится осмотр и обмеры рабочей поверхности втулок цилиндров. при положении поршней в верхней мертвой точке, пользуясь переносной лампой и зеркалом. Цилиндровые втулки, имеющие задиры и износ рабочих поверхностей выше допускаемых норм согласно приложению 1 настоящего Руководства, заменяются.
При замене втулок руководствуются следующими основными условиями:
зазор между блоком и цилиндровой втулкой в верхней и нижней частях должен быть в пределах размеров допуска;
овальность отверстий в блоке более 0,25 мм устраняется шабровкой;
местное увеличение зазора между цилиндровой втулкой и блоком допускается не более 0,35 мм на участках общей длиной не более 100 мм, расположенных не в плоскости качения шатуна. Зазор между втулкой и блоком разрешается восстанавливать нанесением эластомера ГЭН-150(В), Ф6, Ф40 или эпоксидной смолы на блок, а также лужением посадочных поверхностей цилиндровой втулки;
бурт цилиндровой втулки и гнезда в блоке осматриваются, при необходимости пришабриваются с помощью приспособления. Глубина шабровки допускается до 2 мм с последующей постановкой медного кольца, прилегание его должно быть непрерывным, шириной не менее 2 мм. Притирка буртов между собой с применением наждачного порошка или других абразивов без предварительной шабровки производится в исключительных случаях, допускается установка втулок в блоке на герметике;
овальность втулки после запрессовки в блок не должна превышать допускаемого размера, устранение овальности разрешается механической обработкой верхнего направляющего пояса втулки;
осматриваются вставные кольца блока дизеля, которые могут быть установлены при капитальном ремонте, имеющие ослабления, трещины, овальность, выпрессовываются и заменяются, установка колец производится с применением эпоксидных смол.
После запрессовки втулки проверяется герметичность блока опрессовкой водой с температурой 50-60оС давлением 0,30-0,35 МПа (3-3,5 кгс/см2) в течение 20 мин., течь воды в соединениях не допускается.
Подшипник коленчатого вала, коленвал и блок цилиндров
Подшипник коленчатого вала, коленвал и блок цилиндров
 |
|
 |
*3) Не наносите моторное масло между блоком цилиндров и подшипником, между крышкой подшипника и подшипником. |
 |
*12) Нанесите герметик 99000-31250 на сопряженные поверхности |
 |
Вращающий момент затяжки. |
 |
Не использовать повторно. |
 |
Смажьте моторным маслом скользящие поверхности. |
Снятие
|
Проверка
Коленвал
Износ коленвала
 |
С помощью циферблатного индикатора измерьте износ на шейке в центре. Медленно вращайте коленвал. Если износ превышает предельные нормы, замените коленвал. Предел износа коленвала: 0.06 мм (0.0023 дюйма). |
Зазор упорного подшипника коленвала
|
Эллипсность и уклон (неравномерный износ) шеек коленвала
 |
О неравномерном износе шейки коленвала говорит разница в диаметре поперечного сечения или вдоль ее длины (или и то, и другое). Эта разница, если таковая есть, определяется по показаниям микромера. Если одна из шеек сильно повреждена или если общий неравномерный износ, в том плане, как это было объяснено выше, выходит за пределы нормы, переточите или замените коленвала. Предел эллипсности и уклон шейки коленвала: 0.01 мм (0.0004 дюйма). |
Подшипники коленвала
Общая информация
Подшипники коленвала для ремонта представлены стандартным размером и размером меньше стандартного на 0.25 мм (0.0098 дюйма), и каждый из них представлен 5 типами подшипников, отличающихся друг от друга допуском.
 |
Верхняя половина подшипника (2) имеет смазочную канавку (3). Установите эту половину со смазочной канавкой в блок цилиндров (1). |
 |
На каждой крышке подшипника коленвала отштампована стрелка и номер. При установке каждой крышки подшипника в блок цилиндров направьте стрелку в сторону шкива коленвала и устанавливайте каждую крышку с этой стороны в сторону маховика в порядке возрастания номеров «1», «2», «3», «4» и «5». Прикрутите болты крышек к указанному вращающему моменту. |
Проверка
 |
Проверьте подшипники на предмет изъязвления, царапин, износа или повреждения. Если обнаружены какие-либо дефекты, замените верхнюю и нижнюю половинки. Никогда не заменяйте одну половинку, не заменив другую половинку. |
Зазор подшипников коленвала
|
Выбор подшипников коленвала
Стандартный подшипник
 |
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Подшипник меньшего размера (0.25 мм (0.00984 дюйма))
Подшипник меньшего размера на 0.25 мм (0.00984 дюйма) представлен пятью типами, отличающимися друг от друга по толщине. Для того чтобы их можно было отличать, каждый подшипник окрашен в следующие цвета в месте, указанном на рисунке. Каждый цвет представляет определенную толщину в центре подшипника.
Толщина подшипников меньшего размера коленвала
|
Цвет |
Толщина подшипника |
|
Зеленый и красный |
2.121 — 2.125 мм (0.08351 — 0.08366 дюйма) |
|
Черный и красный |
2.124 — 2.128 мм (0.08363 — 0.08377 дюйма) |
|
Только красный |
2.127 — 2.131 мм (0.08374 — 0.08389 дюйма) |
|
Желтый и красный |
2.130 — 2.134 мм (0.08386 — 0.08401 дюйма) |
|
Голубой и красный |
2.133 — 2.137 мм (0.08398 — 0.08413 дюйма) |
 |
1 — краска |
Если необходимо, переточите шейку коленвала и выберите для нее подшипник меньшего размера следующим образом.
| ||||||||||||||||||||||||||||
Заднее масляное уплотнение
|
Маховик
|
Блок цилиндров
Деформация уплотненной поверхности
 |
С помощью калибромера проверьте уплотненную поверхность на предмет деформации и, если планшетность превышает допустимые нормы, исправьте ее. Предел деформации блока цилиндров: 0.06 мм (0.0023 дюйма). |
Хонингование или расточка цилиндров
|
Установка
|
|
|
|
Крышка подшипника коленчатого вала с оптимизированными опорами
Изобретение относится к крышкам подшипников коленчатого вала и, в частности, к креплению этих крышек подшипников. Крышка (10) подшипника коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания имеет форму полуцилиндра (13) с осью, совпадающей с осью коленчатого вала, и содержит диаметрально противоположные опоры (20) крепления. Каждая опора (20) выполнена в виде стойки, опирающейся на пятку (26), и содержит по существу овальную верхнюю поверхность (18), включающую в себя опорную поверхность (16), окружающую отверстие (15) для прохождения крепежного винта, и опорную поверхность для головки винта, при этом указанная поверхность окружает проходное отверстие (15). Опора (20) крепления содержит, по меньшей мере, два вертикальных паза на своей наружной боковой поверхности, отходящие от основания опоры на пятке (26) и продолженные на участке высоты опоры. Пазы расположены за пределами вертикального опорного цилиндра, основание которого равно опорной поверхности (16), и за пределами объема, ограниченного поперечной плоскостью, проходящей через оси крепежных отверстий и расположенной симметрично относительно направления по длине. Технический результат: оптимизация формы опор крышки подшипника. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, которой относится изобретение
Изобретение относится к крышкам подшипников коленчатого вала и, в частности, к креплению этих крышек подшипников.
Изобретение относится также к двигателям внутреннего сгорания, содержащим коленчатый вал, ось которого окружена подшипником и крышкой подшипника.
Уровень техники
Крышка подшипника коленчатого вала подвергается сильным напряжениям, в частности, в зоне, находящейся вблизи опор крепления крышки подшипника и на уровне самих указанных опор, при этом напряжения могут стать причиной начала разрыва и привести к выходу из строя детали и, следовательно, двигателя. Поэтому возникает необходимость в усилении указанной крышки и в повышении ее усталостной прочности. Поскольку деталь изготовлена посредством литья из чугуна, следствием этого является увеличение массы крышки подшипника и частично массы опор, что идет в разрез со стремлением уменьшить массу каждого компонента для снижения энергопотребления двигателя и/или транспортного средства или с приоритетным выбором более дешевых материалов для литья указанной крышки подшипника.
В документе FR 2878588 раскрыта крышка подшипника коленчатого вала, имеющая форму полуцилиндра, ось которого совпадает с осью коленчатого вала, имеющая наружную выпуклую поверхность и содержащая на каждом из своих концов опору крепления, при этом зона соединения между наружной поверхностью полуцилиндра и указанными опорами крепления является оптимизированной с точки зрения геометрии, чтобы повысить усталостную прочность и одновременно уменьшить массу. В документе не раскрыто никакое правило реализации, относящееся к опоре крепления.
В документе US 7384196 B2 описана крышка подшипника коленчатого вала, имеющая форму полуцилиндра, над которым находится цилиндрический участок кромки, и содержащая на каждом из своих концов опору крепления по существу цилиндрической формы, которая связана с полуцилиндром через соединительные перемычки, при этом сечение полуцилиндра, а также сечение перемычки являются оптимизированными с геометрической точки зрения. В документе не раскрыто никакое правило реализации, относящееся к опоре крепления.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в оптимизации формы опор крышки подшипника.
Поставленная задача решена в крышке подшипника, имеющей форму полуцилиндра, содержащей диаметрально противоположные опоры крепления с оптимизированным профилем, позволяющим уменьшить массу опор и одновременно повысить усталостную прочность крышки подшипника.
Крышка подшипника коленчатого вала имеет полуцилиндрическую форму и содержит на каждом из своих концов опору крепления в виде по существу овальной стойки, слегка расширяющейся в основании, которая имеет, по меньшей мере, два боковых паза, по меньшей мере, на участке высоты опоры. Указанные пазы позволяют уменьшить массу опор крепления и участвуют в повышении их усталостной прочности.
Согласно изобретению опоры крепления содержат, по меньшей мере, два паза, которые расположены за пределами вертикального опорного цилиндра, основание которого равно опорной поверхности головки винта, и за пределами объема, ограниченного поперечной плоскостью, проходящей через оси крепежных отверстий и расположенной симметрично относительно направления X по длине e. При этом значения усталостной прочности предпочтительно сохранены или улучшены.
Предпочтительно пазы выполнены от основания опоры и продолжены, по меньшей мере, на участке высоты опоры. Таким образом, предпочтительно в основании опоры получают открытую поверхность.
Предпочтительно пазы выполнены симметрично относительно центральной поперечной и вертикальной плоскости, проходящей через ось крепления. При этом повышается надежность процесса изготовления.
Профиль пазов меняется, начиная от их нижнего конца, до их верхнего конца. Глубина, которая является размером паза, может меняться от нижнего конца до верхнего конца паза.
Предпочтительно пазы выполняют во время формования литьем крышки подшипника.
Другие аспекты изобретения представлены в нижеследующем описании со ссылками на прилагаемые чертежи, представленном в качестве неограничивающего примера для лучшего понимания изобретения и его реализации.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана крышка подшипника коленчатого вала, вид в разрезе по сечению АА фиг.3;
на фиг.2 показана известная крышка подшипника, вид в перспективе;
на фиг.3 показана крышка подшипника, вид сверху;
на фиг.4 показан конец известной крышки подшипника, вид сверху;
на фиг.5 показана заявленная крышка подшипника, вид в перспективе;
на фиг.6 и 7 показан конец крышки подшипника согласно двум разным вариантам осуществления изобретения, вид сверху.
Осуществление изобретения
Нижеследующее описание представлено со ссылками на продольную ось X, совпадающую с осью коленчатого вала, на поперечную ось Y и на вертикальную ось Z.
На разных фигурах одинаковые детали имеют одинаковые обозначения.
На фиг.1 представлен вид в разрезе известной крышки 10 подшипника, которая содержит полуцилиндрическую форму 13 с наружной верхней поверхностью 11 и с внутренней нижней поверхностью 12, предназначенной для вхождения в контакт с коленчатым валом (не показан), при этом указанная цилиндрическая форма содержит две диаметрально противоположные опоры 20 крепления. Каждая опора крепления выполнена в виде стойки и опирается на пятку 26, имеющую по существу форму параллелепипеда.
Крышка подшипника выполнена в основном посредством литья из чугуна в многополостной или индивидуальной форме. Многополостное литье позволяет выполнять все крышки подшипника в виде одной детали, при этом число крышек подшипников равно числу цилиндров двигателя плюс одна, для данного двигателя за один раз. После извлечения из формы деталь состоит из нескольких крышек подшипников, расположенных рядом вдоль поперечной стороны, и ее затем разрезают для получения серии крышек подшипников. Крышку подшипника можно также выполнять посредством индивидуального чугунного литья.
Литейная форма содержит первую песчаную форму для наружной полости, в которой получают наружную поверхность 11 крышки, и вторую форму для внутренней полости, в которой получают внутреннюю поверхность крышки, которая содержит нижнюю поверхность 12 полуцилиндрической формы, продолженную внутренней поверхностью опор и пятки по существу параллелепипедной формы. После извлечения из формы крышку подшипника подвергают механической обработке для получения боковин 30, наружной верхней поверхности 11 опоры, нижней поверхности 31 опоры, предназначенной для вхождения в контакт с элементом картера цилиндра (не показан) или ножки подшипника (не показана), отверстий 15 для прохождения крепежных винтов (не показаны) и полуцилиндрической полости 12, которая должна охватывать часть оси коленчатого вала.
Опора имеет общую форму усеченного конуса для облегчения извлечения крышки подшипника из литейной формы.
На фиг.3-5 показана заявленная крышка подшипника, содержащая по существу вытянутую верхнюю поверхность 18 опоры. В опоре вдоль вертикальной оси Z выполнено сквозное круглое отверстие 15 для прохождения крепежного винта, при этом ось отверстия проходит через центр O круглой поверхности контакта с головкой крепежного винта, называемой опорной поверхностью. Верхняя поверхность 18 может состоять из опорной поверхности 16 и второй поверхности 17, концевые окружности которой, имеющие одинаковый радиус и центры O и O′, пересекаются, при этом расстояние между двумя центрами составляет несколько миллиметров. Круглая поверхность 17 смещена вдоль поперечной оси Y относительно опорной поверхности 16 в сторону свободного конца опоры. Дополнительная масса, получаемая за счет второй круглой поверхности 17, участвует в повышении усталостной прочности крышки 10 подшипника.
Согласно изобретению два паза 22, 23 предпочтительно выполняют непосредственно во время литья наружной боковой поверхности опоры. Их выполняют таким образом, чтобы они не пересекались с так называемым опорным цилиндром, основание которого равно опорной поверхности (16), по всей высоте опоры. Они являются по существу вертикальными и симметричными относительно поперечной плоскости [YZ], проходящей через оси крепежных отверстий. Кроме того, пазы находятся за пределами зоны 21 объема, ограниченного поперечной плоскостью и расположенного симметрично в направлении X, при этом указанная зона участвует в обеспечении усталостной прочности крышки подшипника. Эта зона проходит по длине е в несколько миллиметров с двух сторон от указанной поперечной плоскости. Профиль пазов определен профилем выемки в опоре в верхней проекции горизонтального сечения. Опорный цилиндр и указанный объем образуют предохранительный объем. Профиль пазов, симметричных относительно поперечной оси, позволяет также повысить надежность процесса изготовления.
Предпочтительно паз начинается от основания опоры и продолжен, по меньшей мере, на участке высоты опоры. Таким образом, в основании указанной опоры на пятке получают открытую поверхность. Паз может также проходить по существу по прямой линии до верхней поверхности 18 опоры с наклоном, заключенным между вертикалью Z и линией наклона наружной боковой поверхности опоры, таким образом, чтобы его профиль не пересекался с предохранительным объемом.
Профиль паза меняется от основания опоры до верхнего конца паза. Глубина указанного паза может меняться, например, от нижнего конца до верхнего конца паза.
На фиг.5 и 6 показан профиль пазов 22 по существу в виде дуги окружности. Профиль паза в горизонтальной плоскости не пересекается с предохранительным объемом в проекциях на указанную горизонтальную плоскость. Паз 22 получают в черновом виде во время литья посредством добавления на наружную песчаную форму (не показана) по существу полуцилиндрического стержня, по меньшей мере, на участке высоты опоры.
На фиг.7 показан прямоугольный профиль пазов 23, при этом профиль в горизонтальной плоскости заключен между продольным сегментом и поперечным сегментом, при этом указанные сегменты выполнены таким образом, чтобы их пересечение не соприкасалось с проекциями предохранительного объема на указанную горизонтальную плоскость. Этот профиль паза соответствует значительному уменьшению массы опор 20 и одновременно позволяет улучшить усталостную прочность крышек подшипников, содержащих эти опоры. Паз 23 получают в черновом виде во время литья посредством добавления на наружную песчаную форму (не показана) по существу прямоугольного стержня, по меньшей мере, на участке высоты указанной опоры 20.
Крышки подшипников должны соответствовать порогам усталостной прочности. Усталостная прочность крышек подшипников зависит от профиля зоны 33 соединения между спинкой крышки подшипника и опорой указанной крышки, а также от профиля указанной опоры. В различных документах, в том числе опубликованных в «Techniques de l′Ingenieur» (ВМ 5 044-2 Methode VDI), и в документах конференции по литейной технологии в Страсбурге от 19 сентября 2005 года, представлены вычисления коэффициента запаса усталостной прочности (FSF) литых деталей на основании предела усталостной прочности и допусков для материала, из которого они выполнены. Коэффициент запаса усталостной прочности при большом числе циклов позволяет характеризовать усталостную прочность детали для данного материала. Чем больше указанное значение, тем выше усталостная прочность детали. По указанному коэффициенту произвели сравнение между крышками подшипников с опорами, не имеющими пазов, и заявленными крышками, содержащими пазы. Этот коэффициент отражает улучшение и повышается от значения 1,25 для опоры без пазов до 1,27 для опоры с пазами и с описанными выше профилями. Таким образом, снятие материала с опор повышает также усталостную прочность крышки подшипника. Этот результат опровергает предположение, согласно которому уменьшение массы опоры может привести к ухудшению механических характеристик крышки подшипника, в частности его усталостной прочности.
Изобретение позволяет оптимизировать массу опоры крышки подшипника коленчатого вала. Заявленная опора имеет форму стойки с вытянутой верхней поверхностью. Указанная стойка содержит пазы, которые участвуют в уменьшении массы опоры, а также в улучшении усталостной прочности крышки подшипника в дополнение к соблюдению правил, описанных в публикации FR 2878588.
Изобретение не ограничивается представленными выше вариантами осуществления. Непосредственно в ходе литья можно получать другие профили пазов с целью уменьшения массы опор и крышки подшипника при сохранении и даже повышении усталостной прочности указанных опор. Например, профиль может иметь трапециевидную форму.
1. Крышка (10) подшипника коленчатого вала, имеющая форму полуцилиндра (13) с осью X, совпадающей с осью коленчатого вала, и содержащая диаметрально противоположные опоры (20) крепления, при этом каждая опора выполнена в виде стойки, опирающейся на пятку (26), и содержит по существу овальную верхнюю поверхность (18), включающую в себя опорную поверхность (16), окружающую отверстие (15) для прохождения крепежного винта, и опорную поверхность для головки винта, при этом указанная поверхность окружает проходное отверстие (15), отличающаяся тем, что опора (20) крепления содержит, по меньшей мере, два вертикальных паза на своей наружной боковой поверхности, отходящие от основания опоры на пятке (26) и продолженные на участке высоты опоры, при этом пазы расположены за пределами вертикального опорного цилиндра, основание которого равно опорной поверхности (16), и за пределами объема, ограниченного поперечной плоскостью, проходящей через оси крепежных отверстий и расположенной симметрично относительно направления X по длине е.
2. Крышка подшипника по п.1, отличающаяся тем, что профиль пазов является симметричным относительно поперечной оси.
3. Крышка подшипника по п.2, отличающаяся тем, что профиль пазов меняется от их нижнего конца до их верхнего конца.
4. Крышка подшипника по п.3, отличающаяся тем, что профиль пазов имеет форму дуги окружности.
5. Крышка подшипника по п.4, отличающаяся тем, что пазы выполнены во время формования литьем указанной крышки подшипника.
6. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, установленный вдоль оси вращения посредством подшипников и крышек подшипников по п.1.
Как заменить подшипник коленвала ВАЗ 2105 2106 2107
Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 8
С износом подшипника коленчатого вала автомобилей ВАЗ 2105-2107 автолюбители сталкиваются нечасто. Благодаря невысокой нагрузке, ресурс подшипника превышает 200 тыс. км – этим и объясняется тот факт, что его замену стараются приурочить к очередному капитальному ремонту. Если же подшипник вышел из строя раньше, то с установкой новой детали откладывать не стоит – это может повлечь за собой другие поломки. Сегодня мы расскажем о признаках неисправности и рассмотрим, как выполняется замена подшипника коленвала своими руками.
Где установлен и для чего служит подшипник коленвала
Установленный в фланце коленчатого вала подшипник относится не к двигателю, а к трансмиссии. Основное назначение этого узла заключается в центровке и поддержке первичного вала коробки переключения передач – он служит в качестве передней вращающейся опоры. С подшипником коленвала знаком каждый, кто хоть раз устанавливал КПП на автомобиль – в его внутреннюю обойму так трудно попасть хвостовиком первичного вала. Что же касается высокого ресурса детали, то он объясняется просто. Дело в том, что узел качения работает лишь при выжатом сцеплении. В остальное время коленвал и первичный вал КПП вращаются с одинаковой частотой. Несмотря на невысокую нагрузку, рекомендуется пополнять запас смазки в подшипнике при замене заднего сальника коленвала, ремонте сцепления и т. д. Тем самым вы надолго отсрочите необходимость ремонта.
Признаки неисправности
Хоть опорный подшипник первичного вала и является недорогой деталью, его замена — трудоёмкий процесс. И связано это не столько со сложностью демонтажа самого узла качения, сколько с необходимостью снимать другие детали и агрегаты двигателя. Чтобы не заниматься тяжёлой работой понапрасну, следует правильно диагностировать выход подшипника из строя. Признаки, указывающие на неисправность этого рода:
- Шум, исходящий от работающего мотора при выжатом сцеплении. Похожий шорох или шелест появляется и при выходе из строя выжимного подшипника. И если шум от последнего улавливается даже при незначительном нажатии на лепестки пружинной диафрагмы корзины сцепления, то опорный подшипник КПП будет издавать посторонние звуки только при полном выключении сцепления.
- Износ или подклинивание подшипника вследствие недостатка смазки приводит к тому, что первичный вал коробки передач поддаётся действию вращающего момента даже в то время, когда ведомый диск полностью отходит от маховика. На деле это проявляет себя такими же симптомами, как и со сцеплением, которое «ведёт» – затрудняется включение первой передачи при трогании с места, появляются рывки при переключении скоростей в движении и т. д.
- Неритмичный стук, который появляется со стороны коробки передач, указывает на разрушение сепаратора подшипника. При этом шарики могут высыпаться или сбиваться в кучу, вызывая неприятный звук и являясь причиной дисбаланса кривошипа и первичного вала коробки переключения передач.
Последнее случается редко и говорит о том, что водитель длительное время не обращал внимания на шум и другие признаки неисправности.
Чем грозит поломка подшипника коленчатого вала
Чаще всего после появления подозрительного шороха автомобиль сможет проехать ещё не одну сотню километров. Но не откладывайте замену подшипника в долгий ящик, поскольку пустячная на первый взгляд неисправность может обернуться другими проблеми:
- разрушение подшипника — причина повышенной вибрации коленвала, а это приводит к износу заднего сальника и появлению течи моторного масла;
- из-за потери опоры и нарушения балансировки хвостовик первичного вала испытывает знакопеременные нагрузки, что в конечном итоге может закончиться поломкой КПП;
- обоймы заклинившего подшипника могут повреждать посадочные места на валу коробки переключения скоростей или в фланце коленвала;
- при разрушении сепаратора и потере шариков усложняется демонтаж внешней и внутренней обоймы.
Как вы и сами видите, не стоит доводить дело до полного разрушения узла. Тем более, что вытащить подшипник из коленвала под силу даже начинающему водителю.
Порядок проведения работ по замене подшипника
Чтобы подобраться к неисправному узлу, придётся снять коробку переключения передач, сцепление и маховик. Подобную работу проводите на подъёмнике, яме или эстакаде, используя специальный съёмник подшипника коленвала (приспособление для выпрессовки из глухих отверстий).
Съёмник подшипника коленвалаПорядок замены следующий:
1.Первое – это разберите приспособление для демонтажа подшипника коленчатого вала на составные части, иначе при его установке повредите резьбу. После этого смажьте конический выступ на втулке съёмника моторным маслом или консистентной смазкой – это убережёт её поверхность от повреждений.
2.Установите распорную втулку выпрессовки во внутреннюю обойму подшипника и забейте приспособление внутрь до упора.
3.Чтобы вытащить подшипник из коленвала, проделайте следующее. Сначала заверните винт съёмника от руки. Затем, придерживая втулку выпрессовки от проворачивания рожковым ключом «на 14», затягивайте винт головкой «на 17». Упираясь в глухую стенку отверстия во фланце коленвала, хвостовик приспособления выдвигается из муфты, выталкивая её вместе с подшипником из гнезда.
4.Сняв повреждённую деталь, протрите посадочное место в коленчатом валу от пыли и смажьте моторным маслом. Не забудьте проверить и при необходимости пополнить количество смазки в новом подшипнике – производители нередко грешат излишней экономичностью.
5.Устанавливая на место новый подшипник коленвала ВАЗ 2107, проконтролируйте, чтобы он не перекашивался. Окончательную запрессовку проводят молотком и подходящей оправкой. Если же таковой не нашлось, то используйте демонтированный узел или забейте подшипник жёсткой резиновой киянкой.
6.Монтаж завершён, когда верхняя плоскость подшипника находится заподлицо с фланцем.
Если вам не удалось найти выпрессовку, не отчаивайтесь. О том, как снять подшипник с коленвала без приспособления, знает каждый опытный автомеханик. Вам понадобится в этом случае: выколотка диаметром 15 мм (можно использовать подходящий болт) и пластичный материал – смешанный с опилками литол, пластилин или хлебный мякиш. Его закладывают через проём во внутренней обойме таким образом, чтобы заполнить пространство под подшипником. Затем в отверстие вставляют выколотку и бьют по ней молотком. Расширяясь в стороны, мягкая смесь выдавливает подшипник наружу. Так вы сможете заменить неисправный узел и избежать неприятностей в дальнейшем.
Ещё кое-что полезное для Вас: