задиры на коленвале что делать
Неисправность коленвала
Коленчатый вал — не только одна из наиболее нагруженных, а в силу того наиболее часто выходящая из строя деталей двигателя, но и одна из самых дорогих по стоимости.
Коленчатый вал не просто «жертва» всего многообразия действующих на него весьма значительных нагрузок — сил давления газов, передаваемых через шатуны от поршней при сгорании топлива, и сил инерции от их возвратно-поступательного движения, вызывающих естественный износ или повреждения при неправильной эксплуатации. Это деталь, которая должна успешно противостоять самому длительному и опасному — многоцикловому режиму нагружения со знакопеременными нагрузками, принимая на себя все последствия сопротивления длительной усталостной прочности.
Поломки коленвалов чаще всего вызваны недосмотром за необходимым количеством смазки в двигателе, реже — длительной работой двигателя на максимальных оборотах, в частности, еще и недостаточно прогретого. Основные дефекты — задиры шеек, сопровождаемые увеличением зазора в подшипнике, износом рабочих поверхностей с глубокими кольцевыми рисками, реже — перегрев и расплавление вкладышей.
Устранение задиров и износов ликвидируется шлифовкой шеек в ближайший ремонтный размер, в особо тяжелых случаях, в несколько (то есть в любой возможный ремразмер). Но в подавляющем большинстве таких случаев возникает другая проблема: задир сопровождается местным нагревом поверхности шейки, зачастую, в сотни градусов. Сторона шатунной шейки, воспринимающая наибольшую нагрузку от шатуна, разогревается сильнее, а значит, коленчатый вал будет гнуться так, что щеки кривошипов по обе стороны этой шатунной шейки окажутся сведенными. Ось вращения коленчатого вала изгибается, нарушается соосность коренных шеек и вал станет кривым. В этом случае ремонт коленвала будет включать в себя ряд дополнительных операций по его выпрямлению.
К сожалению, в отечественной практике ремонт коленвала зачастую ограничивается шлифовкой, наивно полагая, что при незначительных задирах коленвал станет прямым и его деформацию изгиба можно не принимать во внимание. Но, увы, после такого ремонта посадочные поверхности оказываются несоосными коренным шейкам, приобретают взаимное биение, отчего начинают пропускать сальники, выходят из строя детали привода распределительного вала, заметно возрастает вибрация двигателя, понижается мощность и повышается расход топлива и т.п. Любой студент технического ВУЗа без труда сможет посчитать, что, например, при частоте вращения 6000 об/мни коленчатого вала весом 20 кг при эксцентриситете массы 0.1 мм (за счет прогиба вала, биения посадочного места под маховик, неправильной шлифовки и т.д.) центробежная сила составит немногим менее 8 кН, а это число немаленькое. И тем не менее, несмотря на теорию, шлифовка — основной способ «реанимации» коленчатого вала.
Наиболее типичные поломки коленчатого вала
• «Припаянный» вкладыш к коленвалу; причем для легкового транспорта вкладыш изнашивается и «задирает» коленвал, а для грузового, где нагрузки намного значительнее, вкладыш сразу «прилипает» и уже проворачивается в постеле блока. Если в процентном соотношении, то порядка 80% дефектов составляет проворот вкладыша и задир вала, остальные — естественный износ двигателя, выработавшего свой ресурс;
• Засорение отверстий масляных каналов, также появление заусенцев и иные повреждения отверстий;
• Прогиб коленчатого вала;
• Деформации и поломки коленвала — появление вмятин, трещин, сколов и т.д.
Рекомендации по уходу
Достаточно следовать указаниям в технической книжке, соблюдать регламентный пробег и маркировку масла. Как показывает практика, этого достаточно, чтобы двигатель без хлопот отработал 250-300 тысяч. Менять рекомендации можно только в сторону уменьшения срока межсервисного обслуживания. Многие производители дают несоответствующие российским условиям сроки регламентных работ по ТО…
Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы
Что делать, если коленвал неисправен?
Повреждение коленчатого вала встречается редко в современных автомобилях, но тем не менее все же происходит время от времени. Стоит ли в этом случае ремонтировать автомобиль (стоит ли игра свеч)? Какими затратами обернется ремонт коленвала? Отвечаем на наиболее важные вопросы.
Смотрите также: Сломался датчик положения распредвала: симптомы, ремонт, затраты
Коленчатый вал – важный элемент двигателя внутреннего сгорания. Это та деталь, которая превращает кинетическую энергию, получаемую при сгорании топлива в двигателе, в механическую. Также коленвал служит связующим звеном между двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь распределяет крутящий момент на колеса. К сожалению, если коленвал выходит из строя из-за дефекта, дорогостоящего ремонта не избежать.
Дефект коленчатого вала: причины и симптомы
В современных машинах повреждение коленвала стало довольно-таки редким явлением. Обычно коленчатый вал может выйти из строя в основном по двум причинам: нехватка моторного масла и превышение нагрузки на двигатель. Последняя причина современным машинам не грозит, поскольку электроника контролирует все функции двигателя и отключает подачу топлива, когда двигатель начинает испытывать повышенную нагрузку. Особенно эта защита актуальна, когда стрелка на тахометре находится на красной отметке.
Получается, подобная защита является своеобразным электронным ограничением оборотов двигателя, точно так же как работает электронный ограничитель скорости, встроенный во все современные автомобили.
Но почему в современных автомобилях поломка коленвала – более редкое явление, чем в старых машинах? Все дело в том, что во многих современных машинах двигатели оснащены турбиной, которая быстрее выйдет из строя в случае острой нехватки моторного масла. Так что, по сути, коленвал не успеет получить критичный износ.
Тем не менее в некоторых современных автомобилях все же случается поломка коленвала, которая, как правило, дает о себе знать грохотом (громким стуком).
Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала
К сожалению, ремонт коленвала – очень сложный процесс, который могут делать не многие технические центры. Ведь в этом случае нужна шлифовка коленчатого вала на специальном оборудовании. Вот виды возможных работ при восстановлении изношенного вала:
Также в некоторых случаях старый коленвал может нуждаться в термообработке. А иногда нужна балансировка коленвала. К сожалению, для этих работ требуются специалисты высокого класса, а также дорогостоящее оборудование.
Также не забывайте, что, прежде чем приступить к ремонту коленвала, нужно его еще демонтировать, а после ремонта поставить на место. Для многих автомобилей это обходится в круглую сумму, так что в итоге будет проще купить новый коленвал, чем ремонтировать старый. Вот для примера расценки на ремонт коленвала в одном из автосервисов Москвы. Причем это еще не высокие ценники.
Логично, что раз придется разбирать мотор, то вместе с ремонтом коленвала придется также проводить и другие работы. В этом случае восстановление работоспособности коленвала может вылиться автовладельцу в круглую сумму. В некоторых случаях будет проще купить контактный подержанный мотор. Можно также обратиться в специализированные компании, которые занимаются восстановлением моторов. В таких компаниях вы можете приобрести уже готовый восстановленный двигатель на свою машину. В этом случае, чтобы уменьшить стоимость восстановленного мотора, вы можете сдать двигатель со сломанным коленвалом в качестве зачета в стоимость восстановленного.
Структура и функция коленчатого вала
Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.
По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач.
Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки
Сегодня в современных автомобилях в двигателях используется коленвал, с каждой стороны которого находится подшипник. Со временем подшипники изнашиваются и между ними и поверхностью коленвала появляется люфт, что приводит к износу коленвала.
К счастью, современная конструкция двигателя способна долгое время выдерживать большие нагрузки. В том числе способны выдерживать нагрузку и современные коленчатые валы. Например, в дизельном современном двигателе каждый ход шатуна испытывает от воспламенения топлива нагрузку в 10 000 кг, которая, естественно, передается на коленвал.
Итак, на короткое время в одно мгновенье на шатуне присутствует сила, эквивалентная десяти тоннам, которая воздействует на коленвал. И это мы говорим только об одном шатуне. Вы представляете, какую нагрузку получает коленвал в восьмицилиндровом моторе?
И это еще не все. В зависимости от конструкции двигателя коленчатые валы также подвержены вибрациям. Поэтому многие автопроизводители стараются сделать коленчатые валы достаточно прочными и долговечными. Например, коленвал может быть изготовлен из высококачественной стали. Особенно для мощных турбированных высокооборотистых дизельных двигателей.
Для атмосферного (нетурбированного) бензинового двигателя коленвал может быть уже не столь прочен. Поэтому производители часто еще недавно многие коленчатые валы изготавливали из чугуна. Сегодня же в мире наблюдается тенденция по снижению веса автомобиля. В первую очередь двигателя.
В итоге вместо чугунных блоков двигателя во многих современных авто стали использоваться блоки цилиндров из алюминия. Также производители стали использовать облегченные поршни и шатуны. Не обошла эта мода на легкое и коленчатые валы, которые также заметно полегчали. Все это, конечно, не добавляет машине надежности и увы, не гарантирует долгий срок службы двигателя.
Задиры на поверхности цилиндра, от этого Вы не застрахованы.
Что такое задир?
Если рабочий зазор между поршнем и цилиндром — неважно по какой причине — уменьшится до нуля, то слой смазочного масла разрывается, и возникает контакт между металлическими трущимися поверхностями. Трение без смазочного материала при движении поршня в цилиндре вызывает дальнейшее повышение температуры поршня и так уже достаточно высокой. Повышение температуры означает увеличение диаметра поршня, а при этом еще более возрастают трение и температура и т.д., в результате чего поршень заклинивает в цилиндре.
Скажу сразу, что задиры вообще бывают на многих машинах.
Каковы же причины этого неприятного нарушения работы двигателя?
1. Задир цилиндра в двигателе может образоваться в период обкатки. Под обкаткой мотора подразумевают начальный период работы. В процессе обкатки поверхности цилиндра, поршня и колец взаимно прирабатываются по форме, поршневые кольца «прилегают» к цилиндру, несовершенство обработанных поверхностей этих деталей исчезает. Именно в это время необходимо бережное обращение с мотором, его не следует подвергать полной тепловой нагрузке. До тех пор, пока цилиндр и поршень с кольцами взаимно не приработаются, цилиндр двигателя склонен к задиру. По этой причине для периода обкатки имеются специальные рекомендации, которые в период обкатки устанавливают ограничения по оборотам.
2. Недостаточное давление масла/антифриза (на прогреве масло холодное и более густое — давление насоса низкое и недостаточное)
3. Гоночный стиль езды на непрогретом двигателе (неравномерный прогрев вызывает расширение поршня в районе детонации, но не всего блока вцелом и т.д.)
4. Некачественное масло
5. Перегрев или недостаточное охлаждение (например это грязные радиаторы, при повышении температуры масла оно теряет свойство сохранять плёнку между цилиндром и поршнем, и с повышением давления плёнка утончается и разрывается — уже через несколько секунд поршень ходит по голому металлу цилиндра и др.)
Кому это угрожает?
Повторюсь, задиры бывают на многих машинах.
«Достают» такие проблемы например владельцев Porshe (догадываетесь о затратах на ремонт?) для многих это стало большой неожиданностью при положительных ожиданиях от этой марки.
Ну и на пример хваленные «миллионики» BMW. Кроме задиров на них встречаются различные траблы (на просторах инета Вы найдете много подробностей о них) некоторые из них мы можем поправить.
Конечно официальной статистики нет, но инфы достаточно.
Многие владельцы утверждают, что видели задиры на абсолютно любых двигателях с большими и маленькими пробегами.
Можно ли ездить с задирами?
Можно, но не факт что долго. Последствия такие, что придется покупать новый двигатель.
Цена ремонта:
Часто ЗАПРЕДЕЛЬНАЯ.
Признаки:
В большинстве случаев в начальной стадии теплового клина проявляются специфические признаки. Это цокающий звук поршня, поршень перекашивается и начинает касаться верхней точки.
Диагностика:
1 Эндоскопом от 4.000 р. — это проверка стенок цилиндра крошечной видеокамерой (можно увидеть есть задиры на стенках гильз или нет, и все)
2 Методом АГЦ (в зависимости от двигателя от 400) будет оценено все состояние ЦПГ.
Как уберечься от задиров?
1. Обслуживаться у дилера, продлевать гарантию и может быть все поменяют бесплатно.
2. Гильзоваться, цена только за гильзовку от 4000 р. это на отечественном авто (не считая всего остального), представляете сколько за иномарку? с результатом «шедевр руки неизвестного мастера».
3. Обработать составом от износа и задиров — НТ-10, только после диагностирования методом АГЦ, цена в зависимости от объема масла в двигателе (от 2500 р.)
Как поможет обработка составом?
Уже много где, в том числе и на сайте dvs64.ru расписан принцип действия НТ-10. Напомним лишь, что он предназначен для восстановления изношенных пар трения за счет образования металлокерамического слоя прочностью 52 кг мм/кв. Наши составы не имеют абразивных свойств. Поэтому какого-либо процесса шлифовки пар трения не происходит. Задиры в цилиндрах состав НТ-10 не истребляет, зато на 100% эффективно покроет задиры тем самым слоем металлокерамики. Визуально задиры остаются, но контакта с ними не будет т.к. они остаются под прочным слоем. Да и в принципе после обработки составом НТ-10 контакт металл/металл отсутствует. В связи с чем любой обработанный мотор застрахован от появления задиров при возникновении условий их образования.
НТ-10 приобрел популярность среди владельцев Porshe благодаря их распространенной проблеме образования задиров в цилиндрах. Мы их понимаем. Мало у кого есть желание перебирать такой мотор и получить дыру в бюджете, если есть способ нейтрализовать контакт с задирами за копейки.
Вывод делать Вам. Наша задача предложить альтернативу. Но хотим сразу обратить внимание на скептиков, которые принимают только радикальные методы избавления от задиров с помощью капремонта и будут Вам на форумах писать, что все эти составы «мертвому припарки». Такие советы дают только те, кто сам не сталкивался с проблемой как Вы или просто не знал о существовании такого способа решения проблемы, иначе бы непременно воспользовался НТ-10.
Хотел бы Вам предложить отчет сделанный САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТОМ для РЖД. Краткая его часть с выводами.
ГОУ ВПО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Механико-машиностроительный факультет
Кафедра машиноведения и деталей машин
ОТЧЕТ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
сравнительных испытаний смазочных композиций
на основе масла с добавлением противоизносного состава НТ, производимого ЗАО «Нанотранс»
Выводы:
1.Первая серия испытаний проводилась на паре трения при использовании чистого масла (табл.2-3). При этом в обоих экспериментах происходил задир при нагрузке 600 Н (в первом эксперименте) и 800 Н (во втором эксперименте) с повышением объемной температуры в зоне трения до 900С (рис.9). Коэффициент трения при этом составил 0,40 и 0,34 в первом и втором эксперименте соответственно (рис.10). Вследствие нарушения нормальной работы трибосопряжения в обоих случаях эксперименты были прекращены.
2. Вторая (табл.4-6), третья (табл.7-9) и четвертая пятая (табл.10-12) серии испытаний показали, что введение противоизносного состава в масло устраняет задиры, снижает температуру в зоне трения (см.рис9.) и силу трения (коэффициент трения) (см.рис.10 и рис. П.1) по сравнению с использованием в качестве смазочного вещества чистого масла.
3.Целесообразно использовать противоизносные составы в смазочных композициях, применяемых для смазки ответственных трибосопряжений машин и оборудования.
Эксперименты проводила
техник И.В. Соловьева
Зав. кафедрой
д. т. н., профессор С. Г. Чулкин
Мое мнение:
Как уже было сказано задиры, оказывается, встречаются на многих машинах.
Снизить риск до 0% можно — если просто не ездить.
Важно понимать, что многое может быть результатом неправильной эксплуатации (человеческий фактор). И от этого ни кто не застрахован.
Как поправить коленвал
СЕРГЕЙ БУРАВЦЕВ, кандидат технических наук
АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук
Когда речь заходит о капитальном ремонте двигателя, от механиков часто слышишь: «Отдам коленчатый вал шлифовщику, прошлифует, и все будет как надо. » К сожалению, «как надо» получается редко, и качественно отремонтировать коленчатый вал только шлифовкой не удается. Почему? Попробуем разобраться.
Но при восстановлении коленчатого вала надо помнить: его надежность и долговечность не должны снизиться. Иначе ремонт, каким бы легким и простым он ни был, окажется слишком дорогим, так как деньги и время будут потрачены зря.
Что случилось с коленвалом?
Чтобы противостоять таким нагрузкам, вал должен быть жестким и прочным, причем очень важна его усталостная прочность, т.е. способность выдерживать переменные нагрузки.
Одновременно поверхности шеек коленвала должны обладать способностью противостоять износу на протяжении многих тысяч часов работы. Ну а все вместе это достигается соответствующей конструкцией, материалами и технологией обработки коленчатых валов на заводе-изготовителе.
Но как это повлияет на ремонт? Ну погнулся вал, и что? Ведь есть же ремонтные размеры! Прошлифовать его сразу во второй или даже в третий ремонт, и все дела!
Все да не все. На практике эта простота оказывается не только обманчивой, но и опасной.
Как не надо ремонтировать
Во многих мастерских на деформацию вала вообще не обращают внимания. Берут и шлифуют кривые валы, полагая, что после этого они становятся прямыми. И этого достаточно.
Недостаточно. Ведь на концах коленчатого вала находятся посадочные поверхности шестерен, шкивов, маховиков, а также рабочие поверхности под сальники. Все эти поверхности после шлифования кривого вала оказываются несоосными коренным шейкам, т.е. приобретают взаимное биение.
Согласно ТУ заводов-изготовителей, такие биения не должны превышать 0,0,020 мм. Куда там! После описанного «ремонта» иной раз и 0,1 мм можно почитать за благо. Что дает такое биение для двигателя, вкратце уже рассказано выше. Добавим лишь, что при биении поверхности в 0,1 мм даже самый лучший и дорогой сальник неспособен обеспечить герметичность. Такое же биение, например, звездочки цепи ГРМ приведет к резкому снижению ресурса цепи, значительному возрастанию шума и опасности поломок натяжителя и успокоителей. В свою очередь биение задней части коленчатого вала вызывает нагрузки на первичном валу коробки передач, подшипник которого вряд ли проживет долго.
Что же делать с валом, если он кривой?
Конечно, теоретически и кривой коленчатый вал можно (правда, не всегда) восстановить так, чтобы все поверхности имели допустимое биение относительно коренных шеек. Теоретически, потому что это слишком сложный, трудоемкий и дорогой путь, включающий целый ряд операций, в том числе восстановление поверхностей, старение, динамическую балансировку и др.
Учитывая все эти обстоятельства, в разное время были разработаны специальные способы правки коленчатых валов. Рассмотрим некоторые из них более подробно.
Самый известный и распространенный способ заключается в следующем: вал кладется на две опоры, а усилие с помощью пресса прикладывается между ними, причем в наиболее удаленной от оси точке.
Еще хуже распространившийся в последние годы способ правки чеканкой. С помощью зубила и молотка по галтелям намеренно наносится ряд сильных ударов. Возникающие вмятины и забоины на галтелях, действительно, создают напряжения и деформации, разгибающие вал. Но появившиеся очаги концентраторов напряжений таковы, что вал вряд ли прослужит долго до поломки, особенно если речь идет о современном форсированном двигателе.
Иногда деформированное место на валу подвергают сильному нагреву, чтобы облегчить правку и снизить в процессе ее опасность поломки вала, особенно чугунного. Но в этом случае после остывания вал дополнительно деформируется, и проявляются все отрицательные последствия предыдущих способов, включая невозможность обеспечить требуемую точность правки.
В целом ни один из перечисленных способов не гарантирует того, что вал после правки со временем не «вернется» в криволинейное состояние (в таких случаях говорят, что вал обладает «памятью», т. е. способностью запоминать свое предыдущее состояние). Значит, опять возможны задиры и выход двигателя из строя.
Метод Буравцева
Учитывая недостатки известных способов правки, фактически не позволяющих их использовать в ремонте, был разработан принципиально другой способ. Его назвали «поэлементной холодной правкой».
За годы использования способа поэлементной правки на практике накоплен огромный фактический материал о дальнейшей «судьбе» выправленных коленчатых валов как отечественных автомобилей, так и иномарок, включая грузовики и автобусы. Оказалось, что, в отличие от других, эти коленчатые валы не возвращаются в изогнутое состояние со временем. Не было и рекламаций, связанных с поломкой валов, что косвенно свидетельствует об их высокой усталостной прочности. И это несмотря на то, что многие валы имели ослабленные задирами шейки!
Все вышесказанное относится и к другим валам двигателей, в том числе распределительным и вспомогательным. Во многих случаях применение данного способа правки вообще не имеет альтернативы, поскольку дает возможность вернуть к жизни практически «безнадежные» валы с очень большой исходной деформацией.
Иногда качественной правкой можно даже заменить шлифовку. Например, поставляемые в запчасти новые коленчатые валы некоторых отечественных заводов порой имеют недопустимо большое биение (0,0,1 мм и более) шеек и посадочных поверхностей. Такие валы выправляются, после чего традиционная шлифовка здесь уже не требуется (остаточное биение составляет не более 0,01 мм), да и динамическая балансировка оказывается ненужной.
Разумеется, для достижения высокого качества необходимо, помимо правки, правильно выполнить все технологические приемы при шлифовании и доводке (полировке) рабочих поверхностей шеек и галтелей коленвала. Как это сделать, мы расскажем подробно в наших следующих материалах.
