Шатунные и коренные вкладыши: Шатунные и коренные вкладыши — как определить износ

Коренные и шатунные вкладыши | Oil-club.ru

 

Как часто в разговорах и бывалых водителей и механиков, и новичков можно услышать фразу: «Движок стуканул!» или «Провернуло вкладыш». И все, или почти все, понимают, что разговор идет об аварии двигателя внутреннего сгорания, а именно, о выходе из строя подшипников скольжения коленчатого вала, будь то коренных, или шатунных. Эти аварии занимают одно из первых мест по частоте из всех серьезных происшествий с двигателем. Причем, чего греха таить, вину за происшедшее чаще всего возлагают на моторное масло. «Я, мол, залил масло такое-то, вот его качество и виновато!». А между тем, с одной стороны, имеется достаточное количество причин выхода из строя подшипников коленчатого вала, и далеко не все из них напрямую связаны с качеством моторного масла, а с другой стороны, имеется громадный опыт безаварийной эксплуатации таких же подшипников с не укладывающемся в нашем представлении пробегом в один, два и даже более миллионов километров.

Так какие же факторы могут стать причиной выхода подшипников из строя? Как по внешнему виду аварийного подшипника можно выявить эту причину? Как добиться того, чтобы за время эксплуатации автомобиля исключить хотя бы этот тип аварии двигателя? Вот с этими вопросами мы и попытаемся разобраться в этой статье.

Но для начала посмотрим, как устроен обычный подшипник коленчатого вала.

Рис. 1. Типичная конструкция коренного подшипника

На рисунке показан типичный состав слоев (от коленчатого вала по направлению к ложу подшипника) и их толщина:

1. Защитный оловянный слой толщиной 1 микрон;
2. Покровный слой — сплав медь (3%) – олово (8-12%) — свинец (до 100%), толщина 12-25 микрон;
3. Никелевая прокладка (никелевый барьер), толщина 1-2 микрон;
4. Вкладыш подшипника — сплав меди (69-75%), свинца (21-25%) и олова (3-4%), общей толщиной 250-400 микрон;
5. Стальная основа толщиной 2-4 миллиметра и
6. Защитный оловянный слой толщиной 0.5 микрон.

В некоторых случаях вкладыш подшипника изготавливают не из меди, свинца и олова, а из специального алюминиевого сплава.
Такая конструкция подшипника обеспечивает его следующие положительные характеристики:
Согласованность покровного слоя: мягкий гладкий материал этого слоя должен поддаваться (изнашиваться) для соответствия отклонениям размеров вала и незначительной несогласованностью с осью вращения, особенно при обкатке. Материал покровного слоя легко поддается без ущерба шейке вала.
Поглотительная емкость покровного слоя: мельчайшие частицы твердых веществ (грязи, продуктов износа и т.п.) могут поглощаться мягким материалом покровного слоя и покрываться мягкой пленкой, предотвращая вредные задиры, а, следовательно, износ шейки вала и самого подшипника.
Стойкость к заклиниванию: задир, истирание и рифление поверхности может вызываться твердофазной сваркой между скользящими поверхностями в случае, когда масляная пленка между подшипником и шейкой вала тонка или разорвана. Основной компонент покрытия, а именно, свинец является мягким металлом, который может работать в условиях граничной (плохой) смазки при запуске или останове двигателя. Исследователи подтвердили, что пленка с малым напряжением сдвига (т.е. покровный слой) на металле с высоким напряжением сдвига (т.е. на вкладыше) обеспечивает наименьшее трение. Опыт эксплуатации показывает, кроме того, что подшипники дизельных двигателей до 1996 года, не содержащие покровного слоя, часто заклинивали и проворачивались, особенно при запуске.

Коррозионная устойчивость покровного слоя: Она необходима для предотвращения коррозионного разъедания медно-свинцового вкладыша. Свинец легко поддается разрушению окисленным маслом или маслом с недостаточным общим щелочным числом (TBN), и значит, не способен бороться с кислотными продуктами сгорания топлива. Без покровного слоя, свинец вкладыша будет энергично растворяться, вызывая снижение его прочностной структуры. Для снижения разъедания покровного слоя, свинец в нем сплавлен с устойчивым к кислотам оловом, который, кроме того, упрочняет структуру покрытия.
Никелевый барьер: тонкий слой никеля между покровным слоем и вкладышем необходим для предотвращения миграции олова из покровного слоя в медно-свинцовый вкладыш при высоких рабочих температурах, а также со временем. Без никелевого барьера олово из покровного слоя будет проникать в материал вкладыша и образовывать нежелательные хрупкие сплавы с медью. При диффузии олова в медь наблюдаются два вредных эффекта. Уменьшение количества олова в сплаве покровного слоя уменьшение коррозионную устойчивость этого слоя. С другой стороны, хрупкие интерметаллические сплавы олова с медью могут вызывать проворачивание подшипника в случае, если до них достанет шейка вала. Чтобы избежать необходимости нанесения никелевого слоя, некоторые изготовители подшипников применяют свинцово-индиевый покровный слой.
Защитный слой: оловянное покрытие, которое защищает подшипник от атмосферной коррозии (ржавление стальной основы) и позволяет длительное хранение в обычных условиях.
Подшипники с алюминиево-кремниевым сплавом применяются реже медно-свинцовых. Они значительно сильнее подвергаются кавитации в высокоскоростных высоконагруженных двигателях. Технология их изготовления несколько сложнее, так как для того чтобы на алюминиевый сплав вкладыша нанести покровный слой приходится использовать специальную технологию для получения высококачественного сцепления.
Полевые испытания выпускаемых в США дизельных двигателей показали, что подшипники этих двигателей могут работать 1 миллион (1.6 млн. км) и более миль без замены. Но чтобы достигнуть такого срока службы, требуется комбинация нескольких факторов:

1. Качественные подшипники, которые правильно установлены.
2. Коленчатый вал с правильными контурами шеек с соответствующим качеством обработки поверхности.
3. Надлежащая практика технического обслуживания по срокам замены масляного и воздушного фильтров.
4. Рекомендованные изготовителем двигателя интервалы замены масла.
5. Предотвращение попадания в моторное масло охладителя и топлива.
6. Использование масла соответствующих градаций вязкости SAE и стандарта качества API.
7. Контроль эксплуатационных условий двигателя для исключения сильной перегрузки, чрезмерных оборотов, перегрева двигателя.

Эксперимент проводился в транспортных парках, имеющих грузовики Cummins, Detroit Diesel, Caterpillar и Mack. В результате этого испытания было упразднено ранее действующее правило «критерия обобщенного износа» в 300 000 миль (483 000 км), т.е. после такого пробега двигатель ставился на капитальный ремонт.
Испытуемые двигатели имели мощность 220-260 кВт (300-365 л.с.) с заменами масла в интервале от 15 000 до 32 000 миль (23 000 – 50 000 км). Однако подшипники одного из новых грузовиков Mack проработали 1 млн. миль при интервалах смены масла в двигателе через 50 000 миль (80 000 км). Более чем десятилетние полевые испытания показали, что при соответствующей эксплуатации наиболее нагруженные подшипники, а именно, шатунные, имеют безаварийный пробег от 1 до 1.5 млн. миль (до 2 400 000 км)!

Такие интервалы безаварийной работы моторных подшипников не в последнюю очередь зависят от улучшения в стандартах качества масел API. Внутри этой системы определены строгие проверочные испытания, в том числе и на коррозию подшипников. Это тесты:

• моторный бензиновый тест L-38 на износ подшипника
• стендовый тест Cummins на коррозию подшипника
• дизельный тест Mack T-9.

 

Тест L-38

Тест L-38 был разработан для оценки влияния смазочного материала на медно-свинцовый подшипник и стабильность масла к сдвигу. Все моторные масла, имеющие действующие спецификации API (CD, CF-2, CF-4, CG-4, SH, SJ) должны пройти тест L-38 на износ подшипника. Тест использует одноцилиндровый двигатель Labeco, который был разработан в 1950 году и до сих пор работает на этилированном бензине. Для теста используются медно-свинцовые подшипники без покровного слоя.

Цель теста – оценить коррозионную способность окисленного смазочного материала на подшипник. Окисленное масло содержит в своем составе органические кислоты, корродирующие свинец. Для этого температура масла в главной масляной магистрали двигателя L-38 поддерживается при 143°С во время всего 40-часового испытания. Двигатель гоняется при очень маленькой нагрузке при 3150 об/мин. Эти скорости и нагрузки гарантируют постоянный поток масла вдоль поверхностей подшипника. Если масло окисляется, то коррозия верхних и нижних подшипников произойдет однородно поперек вкладышей. Уровень воздействия определяется потерей веса подшипника до и после испытания.
В современных высококачественных маслах (т.е. API CF-4/CG-4/SH/SJ) окисление масла хорошо подавляется ингибиторами окисления, моющими и противозадирными присадками. Однако, в масле могут происходить сложные химические взаимодействия с образованием продуктов, способных корродировать медно-свинцовый сплав, или активная сера из пакета присадок будет разрушать вкладыш подшипника. В этом случае тест L-38 еще до поступления масла в продажу будет гарантировать, что его состав правильно сбалансирован по присадкам.
В 2001 году этот тест должны перевести на неэтилированный бензин для новой бензиновой спецификации API SL.
 

Стендовое испытание на коррозию Cummins

В 1985 году было установлено коррозионное разрушение бронзового пальца ролика толкателя клапанов. Это разрушение было обусловлено высокими уровнями дитиофосфата молибдена, добавляемого к маслу API CD/SF в качестве присадки для экономии топлива. Масла, использующие эту присадку, проходили тест L-38.
Такой бронзовый палец изготавливается из сплава, содержащего 95% меди и 5% олова и используется во многих дизельных двигателях и по сей день. Однако, дитиофосфат молибдена вызвал серьезный коррозионный износ пальца, образуя легко изнашиваемый сульфид меди.

Такое разрушение можно смоделировать в стендовых испытаниях и этот тест добавился при испытании масел API CG-4/CH-4. В тесте используются четыре металлических пластины из чистых свинца, меди и олова и фосфористой бронзы. Эти пластины погружаются в 100 мл масла, нагретого до 135°С с барботажем воздуха на 168 часов. По окончанию теста масло анализируется на содержание в нем вышеназванных металлов, а пластинка меди – на изменение цвета.
 

Тест Mack T-9

Хотя тесты L-38 и Cummins успешно применяются для исключения коррозии подшипников, они ничего не могут сказать о продленных интервалах смены масла, в результате которых общее щелочное число (TBN) масла может упасть ниже допустимого уровня и вызвать кислотное разрушение подшипников.
Тест Mack T-9 имеет продолжительность 500 часов. За это время, масла прошедшие тесты L-38 и Cummins, но имеющие недостаточное общее щелочное число вызовут износ колец и гильз и коррозию подшипников. Тест был введен в спецификацию CH-4 и из-за него TBN масел CH-4 возрос до 9-12.5.

Тест Mack T-9 показал, что он является точным инструментом для измерения коррозии медно-свинцовых подшипников с оловянно-свинцовым покрытием. Двигатель Mack 1994 года, рядный, 6-ти цилиндровый, 12-ти литровый развивает мощность 269 кВт (350 л.с.) при 1800 об/мин. Устанавливаются такие моторные условия, что первые 75 часов теста протекают при расчетной нагрузке, а остальные 425 часов при максимальном вращающем моменте (1250 об/мин) с 15% передозировкой топлива, что дает возможность получить 290 кВт мощности (390 л.с.). Максимальное давление сгорания в этих условиях 20.7 МПа. Понятно, что пиковый вращающий момент производит высокий износ колец и гильз, а также высокий износ подшипников. Температура масла в главной масляной магистрали 104°С, содержание серы в топливе 0.05 вес. %.
Высококачественные моторные масла, прошедшие эти тесты, в сочетании с высококачественными подшипниками и соответствующей практикой техобслуживания позволят эксплуатировать двигатели до пробега в 1 млн. миль
Однако за длительный период наблюдений набрались факты выхода моторных подшипников из строя. Далее приводится анализ причин, вызвавших эти аварии.
 

Утечка охлаждающей жидкости (антифриза)

Коррозия подшипников, обусловленная утечкой охлаждающей жидкости на основе гликолей (антифриз и т.п.) обычно совершенно очевидна. Корродируют все медно-свинцовые подшипники (шатунные, коренные и полуподшипники опоры вала), а также масляный радиатор.
Подшипники имеют яркий медный цвет. Здесь наблюдается полная потеря покровного слоя. На микрофотографиях сканирующей электронной микроскопии можно было увидеть значительную коррозию меди и свинца.

Рис. 2. Электронная микрофотография коррозии шатунного подшипника, вызванная утечкой гликолевой охлаждающей жидкости. Увеличение 150х.

Этиленгликоль, основа охлаждающих жидкостей, при попадании в моторное масло в столь суровых условиях (высокая температура и сильное насыщение воздухом) легко окисляется до щавелевой и муравьиной кислот. Это относительно сильные органические кислоты и легко реагируют с окислами меди и свинца. Химическое коррозионное разрушение органическими кислотами, как полагают, продолжает воздушное окисление меди и свинца. Образовавшиеся соли легко растворяются в потоке масла и уносятся с поверхности подшипника. В результате – яркая свежая поверхность металла, открытая для дальнейшего разъедания.
 

Миграция олова из покровного слоя

Подшипники были возвращены с полевых испытаний после проворачивания при относительно малом пробеге в 280 000 миль (450 000 км). Исследования показали, что два разных поставщика снабжали данные двигателя подшипниками, и подшипники одного из них выходили из строя чаще и в динамометрических, и в полевых испытаниях. Все они демонстрировали удаление покровного слоя.
Ни один из этих аварийных подшипников не имел никелевой прослойки между покровным слоем и вкладышем. При исследовании новых подшипников было установлено, что при их производстве олово из покровного слоя продиффундировало в сплав вкладыша и прореагировало с медью. Рентгеновский дифракционный анализ показал на границе раздела покровного слоя и вкладыша слой интерметаллического соединения толщиной 2 μm состава εCu₃Sn. В этом случае покрытие содержало 7% олова. Другой же подшипник, содержащий в покровном слое 19% олова, образовал слой интерметаллида толщиной 1.2 μm.
Интерметаллическое соединение εCu₃Sn является весьма твердым веществом с высокими фрикционными свойствами. И если в результате коррозии подшипник теряет покровный слой, то шейка коленчатого вала, войдя в контакт с твердым интерметаллидом, проворачивает подшипник и приводит к аварии двигателя. Решение проблемы – использование прослойки из никеля толщиной 1-2 микрона между покровным слоем и вкладышем в медно-свинцовых подшипниках. Никелевая прослойка выполняет функцию барьера, не позволяющему олову покровного слоя диффундировать во вкладыш со всеми вытекающими последствиями.
 

Потеря подшипником покровного слоя из-за незначительных утечек охлаждающей жидкости

Ранее мы рассмотрели коррозию подшипников из-за значительной утечки охлаждающей жидкости. Но оказывается, что и небольшие количества жидкости в моторном масле могут вызвать аварию подшипников.
Аварийные подшипники были лишены покровного слоя с частичным или полным обнажением металла вкладыша красного цвета. Исследование подшипников сканирующей электронной микроскопией показало наличие белых сферических частиц (шариков) со средними размерами от 15 до 40 микрон. Эти шарики не только поглощались покровным слоем, но и как бы пахали его. В результате, покровный слой был удален как бы абразивным износом, хотя и не в классическом смысле режущим действием шлифовальным зерном, но деформацией и вспахиванием мягкого материала такими шариками.
Было ясно, что сферические частицы были тверже покровного слоя, а по своему химическому составу (кальций, фосфор, сера и др.) они образовались из присадок моторного масла. Эти частицы назвали «масляными шариками».
Лабораторные исследования показали, что «масляные шарики» можно получить энергичным перемешиванием 2% гликоля с обычным моторным маслом в лабораторном стакане при 150°С в течение 2 часов.

Рис. 3. Электронная микрофотография «масляных шариков» вмурованных в покровный слой и вспаханный слой. Увеличение 1000х.

Механизм их образования следующий. Моторное масло в работающем двигателе энергично перемешивается вращающимся коленчатым валом и ударами шатунов. При наличии в масле небольшого количества охлаждающей жидкости или воды, они распределены в объеме масла в виде микроскопических капелек. Так как растворимость веществ присадок в воде значительно большая, чем в масле, в этих капельках сосредотачивается большая концентрация химических компонентов. При высокой температуре очень быстро протекают химические реакции между веществами присадок, приводящие, в конечном счете, к образованию весьма твердых по своей природе фосфорным соединениям кальция и цинка. И как только такая капелька «рассола» попадет на поверхность масла или на поверхность горячей детали, вода мгновенно испаряется и остается сферический комочек твердого вещества – «масляный шарик». Ну а дальше все просто. Попадая с потоком масла в зазор между шейкой коленчатого вала и подшипником, эти шарики начинают вести свою разрушительную работу – покровный слой подшипника по мере размеров «шариков» или поглощает их, если они меньше его толщины, или слой вспахивается, если «шарики» более крупные. Вспаханный слой обладает значительно худшей адгезией (прилипанием) к нижележащему вкладышу и начинает энергично смываться. Результат видели многие водители и механики – поверхность подшипника из серебристой становится сплошь красной или пятнистой. А в этом случае и до «стука» недалеко.
Однако, иногда наблюдается потеря покровного слоя на краях шатунных подшипников. Этот феномен не приводит, как правило, к аварии, но вызывает интерес механиков-мотористов. Это явление вызывается постелью шатунного подшипника, не являющейся совершенно ровной и прогибающейся по краям, где она менее жестка. Часто повышенная нагрузка на краю подшипника вызывается вогнутой поверхностью шейки вала, которая объясняется чрезмерной полировкой шейки в середине. Кроме того, масляная пленка на краю подшипника минимальна по толщине и несущей способности из-за срыва подъемной силы масляного клина на открытом участке.
 

Нарушение сцепления: отделение медно-свинцового сплава вкладыша от стальной основы

Достаточно редко, но наблюдается выход одного подшипника за другим в совершенно нормальных условиях эксплуатации. На таких подшипниках невооруженным глазом видны открытые свищи на поверхности вкладыша и рядом по направлению вращения коленчатого вала вчеканеные в покровный слой выколовшиеся фрагменты вкладыша. Другие же фрагменты, унесенные потоком масла, могут явиться причиной вторичных повреждений. Микроскопические исследования поперечного среза такого свища показывают наличие пустоты. Оплавленный вид стенки раковины (свища) дает основание предположить о производственном дефекте таких подшипников при литье.
 

Рис. 4. Расслоение. Показана дыра в медно свинцовом сплаве и соответствующий кусок из этой дыры. Увеличение 3х.

Кавитационные повреждения подшипников

 Кавитация, или правильнее, кавитационная эрозия, не вызывает аварии подшипника, но результатом ее является пятнистый вид поверхности подшипника. Обломки слоев подшипника, образовавшиеся в результате кавитационной эрозии, попадают между шейкой вала и покровным слоем и впечатываются в него.

Рис. 5. Прогрессирующая кавитационная эрозия алюминиевого шатунного подшипника вблизи поверхности разъема.

Кавитационная эрозия – результат действия микроструй высокого давления, образующихся в момент схлопывания пустот в объеме масла в зоне отрицательного давления. В масле в подшипниках отрицательные давления возникают в двух случаях – при вибрации и наличии быстро разбегающихся трущихся поверхностей, разделенных масляной пленкой. Разрыв непрерывной жидкой фазы в области пониженных давлений порождает образование пустот в виде пузырьков, которые с огромной скоростью схлопываются при попадании в область повышенных давлений. В этот момент образуется реактивная микроструя, несущая огромную (для размеров пузырька) энергию. Ее направление и удар могут быть направлены в любую сторону, но если струя попадает на поверхность мягкого покровного слоя подшипника, она как кумулятивный снаряд, разрывает ее. Микрооспины разрушений постепенно разрастаются, объединяются и вот они уже становятся заметны невооруженным глазом. В микротрещины между поврежденным покровным слоем и вкладышем проникает масло, ослабляя силы сцепления покрытия с вкладышем. Кроме того, тепловые перепады влияют на масло и металл, опять же раскачивая зоны сцепления двух слоев. Через некоторое время крупные куски покровного слоя отваливаются и уносятся потоком масла, вызывая затем вторичные разрушения, или вчеканиваются в еще целую поверхность покрытия, меняя ее прочностные и эксплуатационные характеристики. Подшипники выходят из строя.
По данным исследователей процесса кавитационной эрозии подшипников, она может происходить в результате:

• флуктуации (колебаниям) давлений в потоке масла из-за особенностей поверхности подшипника и шейки вала, таких как канавок и сверлений;
• инерционных эффектов масла внутри сверлений шатуна, используемых для подачи масла к шатунному пальцу и для охлаждения поршня;
• вибрации шейки вала в пределах зазора подшипника.

Зона скопления кавитационных повреждений в основном сосредоточена на верхнем шатунном подшипнике из-за упругой деформации верхнего бугеля при различных тактах двигателя, вызывающей образование пустот и их схлопывание в масляной пленке. Кроме того, не последнее место в образование пустот занимает и сверление шейки вала для подачи масла к подшипнику.
Хотя кавитационная эрозия наблюдалась и на медно-свинцовых подшипниках, более часто она проявляется на алюминиевых подшипниках из-за их более низкой усталостной прочности.
 

Абразивный износ покровного слоя

Это один из самых распространенных механизмов аварии подшипников. Однако этот тип аварий в настоящее время с успехом устраняется применением превосходных систем фильтрации моторного масла. Современные двигатели работают с 25-40 микронными полнопоточными фильтрами в комбинации с 10-15 микронными байбасными фильтрами. В некоторых случаях 25-40 микронные фильтры объединены с центрифужными фильтрами.
Однако, поломки подшипников, обусловленные грязью, происходят в очень мощных двигателях. С середины 90-х годов мощности транспортных грузовиков и внедорожных транспортных средств значительно возросла. Из-за увеличения нагрузок на подшипники, некоторые производители двигателей склоняются к «напыленным покрытиям» для увеличения их грузоподъемности. Эти гетерогенные алюминиево-оловянные покрытия имеют большую стойкость к износу и усталости, но меньшую поглотительную способность для грязи. Их безаварийная работа еще в большей степени зависит от чистоты двигателя и очистительной системы моторного масла.

Рис. 6. Поверхность шатунного подшипника. Показан абразивный износ вблизи масляного отверстия.

Начиная с 1991 года, растет уровень сажи в моторном масле. Это вызвано ограничениями по выбросам окислов азота в атмосферу с выхлопными газами. Для снижения уровня окислов азота в выхлопных газах необходимо снизить температуру сгорания топлива в цилиндрах дизельных двигателей. Для этого применяют более поздний впрыск топлива. Но в этом случае, вместе со снижением уровня окислов азота, происходит повышенное образование сажи, которая накапливается в моторном масле. Весьма актуальным становится вопрос борьбы с сажевым износом подшипников, и особенно подшипников и деталей кулачкового вала газораспределительного механизма верхнего расположения.
 

Разрыв масляного потока: авария одиночных подшипников

Во время эксперимента встречались случаи выхода одиночных подшипников из строя без видимых причин. Анализ аварийных подшипников показал наличие контакта «металл-металл» между подшипником и шейкой вала. Вид такого подшипника приведен на рис. 7.
Очевидно, несущая способность масляной пленки в какие то моменты оказывалась недостаточной. Такое может произойти из-за не соответствующей подачи масла, чрезмерной нагрузки, неточного попадания размеров в допуски, перегрев подшипника или какой-нибудь комбинации перечисленных факторов.
На ряде внедорожных транспортных средств, все такие аварии происходили во время резкого снижения нагрузки в процессе работы. Проворачивало только по одному подшипнику, в то время как остальные были в хорошем состоянии. Это значит, что количества масла, поступающего на аварийный подшипник, вдруг стало недостаточно. На минимальную величину масляной пленки могут влиять два основных фактора – вибрация мотора и разбаланс распределения нагрузки. При этом может произойти разрыв масляного потока. У подшипника, к которому на мгновение не поступает масло, резко подскакивает температура. Увеличение температуры производит двойной эффект: понижение вязкости масла и уменьшение зазора между подшипником и валом. С уменьшением вязкости масла происходит изтоньшение масляной пленки, а с уменьшением зазора уменьшается количество поступающего масла. Такой цепной процесс быстро приводит к заклиниванию и проворачиванию подшипника.

Рис. 7. Авария подшипника распределительного вала. Показан размазанный свинец вблизи центра подшипника, расплавленный свинец вокруг масляного отверстия и на краю подшипника.

Исследования показали, что температура подшипника начинает резко возрастать при достижении потока масла некоторого критического значения. Кроме того, температура подшипника была обратно пропорциональна потоку масла, и находится в прямой зависимости от удельной нагрузки и поверхностной скорости.
Как видно, причин выхода из строя подшипников скольжения коленчатого и распределительного валов достаточно много. Но сейчас уже имеется большой опыт работы таких подшипников при пробеге 1 миллион и более миль. Залог такого пробега кроется в качественном изготовлении деталей двигателя и правильной эксплуатации.

М. Н. Чистяков, техн. специалист фирмы «Май Тау»
Источник: J. A. Mc Geehan and P. R. Ryason «Million Mile Bearings: Lessons From Diesel Engine Bearing Failure Analysis»

http://www.autolub.info/

Описание основных причин износа коренных и шатунных вкладышей

Износ вкладышей приводит к снижению эффективности работы системы смазки двигателя, которая, в свою очередь, может привести к значительному износу отдельных частей силового агрегата, а также к снижению его рабочего ресурса. Поэтому при выявлении даже незначительного износа шатунных и/или коренных вкладышей необходимо предпринять меры по устранению неполадок.

Содержание

Обычно причинами износа является их естественное старение. Однако в некоторых случаях имеет место попадание на их рабочую поверхность грязи или мусора, возникновение коррозии, недостаточное смазывание, несоосность осей и другие причины. Как правило, вкладыши не подлежат восстановлению, поэтому их необходимо менять на новые. Процедура достаточно сложная, поэтому самостоятельное ее выполнение имеет смысл лишь в случае, если у автовладельца есть соответствующий опыт выполнения работ и необходимые инструменты.

Описание работы вкладышей

Перед тем как перейти к описанию признаков, причин и методов по устранению износа вкладышей, необходимо разобраться в их предназначении, видах и принципе работы.

Существует два типа вкладышей коленчатого вала — коренные и шатунные. По сути, вкладыши являются подшипниками скольжения, и в их задачи входит выдерживание значительных нагрузок, возникающих между шатуном и шейкой коленчатого вала. В современных машинах (в большинстве случаев) вкладыши сделаны из пластичных алюминиевых сплавов (обычно с алюминий с оловом). Сверху они покрыты антифрикционным составом.

Коренные вкладыши расположены между коленчатым валом и местом, где коленвал проходит непосредственно через корпус двигателя, в посадочных местах, так называемых “постелях”. Коренные вкладыши имеют в своей конструкции отверстия, предназначенные для лучшего отвода масла. То есть, коренные вкладыши являются подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала. А по факту на коренных вкладышах держится и вращается коленвал.

Шатунные вкладыши располагаются в нижней части головки шатунов. А шатуны, в свою очередь, закрепляются с помощью шатунных вкладышей на шатунных шейках коленчатого вала. Функция шатунных вкладышей заключается в том, что они являются подшипниками скольжения для нижних головок шатунов и шатунных шеек коленчатого вала.

Износ вкладышей подразумевает значительное увеличение их зазоров (чем больше увеличение — тем хуже). Вследствие этого падает давление в системе смазки двигателя. Обычно в таких случаях на приборной панели загорается лампочка (масленка), символизирующая о том, что давление масла значительно упало. Особенно часто это проявляется на горячем двигателе, когда вязкость масла минимальна. Водители в таких случаях говорят, что “подшипники не держат масло”. Износ вкладышей — очень опасная проблема, которая может привести к большому износу других деталей двигателя и мотора в целом. А это может привести к значительному уменьшению их ресурса и повреждению.

Рекомендуется менять вкладыши при каждом капитальном ремонте двигателя.

Звук от стука коренных вкладышей обычно глухой, с металлическим оттенком. Его легко выявить, когда двигатель работает на холостых оборотах, и после этого обороты резко увеличиваются (резко надавить на педаль газа). При этом на них идет большая нагрузка и появляется стук. Аналогично нужно поступить и с шатунными вкладышами.

Несложно найти, и в каком именно цилиндре стучат вкладыши. Для этого нужно поочередно отключать (выкручивать) свечи зажигания на бензиновом двигателе или форсунки топлива на дизельном. Если при какой-либо выкрученной свече упомянутый стук пропал, значит, в этом цилиндре и существует проблема.

Признаки и причины износа

Теперь перейдем непосредственно к типам повреждений, которые способствуют износу вкладышей и выходу их из строя.

Попадание инородных тел

Признаки. Признаком попадание инородных тел или грязи является ситуация, когда возникает локальное повреждение рабочей поверхности на вкладыше. В некоторых случаях также возможно небольшое (меньшее) повреждение на обратной стороне детали. Как правило, мусор или грязь на поверхности вкладыша являются первопричиной дальнейшего износа. Поэтому нужно как можно раньше выявить указанную неисправность. В противном случае износ распространится дальше, и повреждена будет значительная площадь поверхности, вплоть до 100%.

Причины. Как указывалось выше, причиной такой ситуации является попадание грязи или мусора между вкладышем и его опорой. Из-за этого также возникает образование мест с большим масляным давлением, в которых разрушается масляная пленка. В свою очередь это приводит к разрушению поверхности вкладыша в процессе его эксплуатации.

Методы устранения. В первую очередь необходимо выполнить проверку поверхностей опоры вкладыша и вала на предмет выявления на них повреждений. Если они есть — их необходимо устранить. После этого нужно убедиться, что поверхности чистые. Особенно это касается случая, когда устанавливаются новые вкладыши.

Грязевая эрозия

Признаки. Признаком грязевой эрозии является наличие задиров или вкраплений грязи. Иногда и то и другое. В особо запущенных случаях грязевая эрозия может переместиться на области около масляных отверстий.

Причины. Причиной в данном случае является некачественное масло, в составе которого есть грязевые примеси или абразивные материалы.

Устранение. Необходимо проверить работу всех движущихся деталей двигателя. Особенно тщательно нужно проверить систему смазки. Имеет смысл также проверить систему очистки масла и воздуха (в первую очередь фильтры). При сборке двигателя нужно не допускать попадания в него грязи. После всего нужно обязательно поменять масло на новое.

Коррозионное истирание

Признаки. Речь идет о наличии коррозионного истирания на задней стальной поверхности вкладыша. Как правило, следы коррозии располагаются ближе к соединению половинок корпуса вкладыша.

Причины. В данном случае причин может быть несколько. Среди них:

• Снижение усилия запрессовки. Это приводит к незначительным перемещениям корпуса вкладыша относительно поверхности их опоры.
• Крепежные болты были слабо затянуты при монтаже.
• На контактных поверхностях опоры вкладышей имеются инородные тела.
• Продолжительная работа двигателя на высоких оборотах (особенно если это проявляется часто).
• Использование вкладышей с неподходящими размерами (шириной).

Устранение. В соответствии с различными причинами возникновения неполадки, методы устранения также могут быть разными. В частности:

• Затянуть крепежные болты с моментом, рекомендованным заводом-изготовителем автомобиля.
• Выполнить ревизию посадочного диаметра опоры вкладыша.
• Проверить чистоту соприкасающихся поверхностей между вкладышем и опорой.
• Использовать вкладыш предписанного размера (ширины).
• Старайтесь не использовать длительное время двигатель на высоких оборотах.

Усталость металла

Признаки. Усталость может быть вызвана не только длительной эксплуатацией вкладыша, но и чрезмерной нагрузкой на него. Признаками его выхода из строя будет ситуация, когда из его тела будут буквально вырваны частички материала, особенно в местах значительной нагрузки.

Причины. Их также может быть несколько:

• Использование неподходящих или некачественных вкладышей. Это приводит к их значительной перегрузке.
• Основная нагрузка при работе приходится на края вкладышей.
• Неполное сгорание топлива в камере сгорания.
• Неверный тюнинг двигателя автомобиля.

Методы устранения. Соответственно, методы устранения также могут быть различными. Нужно проверить:

• осевую форму шейки вала.
• форму и геометрические размеры опор вкладыша.
• условия сборки двигателя, и в частности, установки вкладышей.

Также имеет смысл установить новый качественный вкладыш, подходящий по размеру.

Износ из-за проникновения олова

Признаки. Значительный слой олова в определенном месте на поверхности стальной основы. Обычно это сопровождается очень сильным локальным износом в том месте.

Причины. Возникновение небольших перемещений вкладыша на его посадочном месте, возникших из-за малого усилия запрессовки.

Методы устранения. Как правило, необходимо выполнить следующие действия. Первое — проверить посадочный диаметр опоры вкладыша. Второе — проверить чистоту сопрягаемых поверхностей вкладыша и опоры. Третье — проверить момент затяжки болтов и его корректировка в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.

Коррозия поверхности

Признаки. При коррозии, в зависимости от ее степени, всегда повреждается поверхность вкладыша. Она становится пористой и теряет свой цвет.

Причина. Как правило, описанное явление вызвано использованием некачественного масла, в процессе разложения которого выделяются кислоты, которые и вызывают коррозию.

Методы устранения. Необходимо провести ревизию двигателя, а особенно систему смазки. При наличии значительных повреждений на валу и вкладыше необходимо их устранить. В конце ремонтных работ нужно обязательно поменять масло на качественное новое, рекомендованное для данной машины.

Недостаточно смазывание

Диагностика износа вкладышей

Признаки. Малое количество или отсутствие масла может привести к возникновению истирания и/или оплавления рабочей поверхности вкладыша. А это в свою очередь является причиной усталости металла и его повреждения.

Причины. Разрушение смазывающей пленки между вкладышем и валом. Из-за этого в процессе работы значительно возрастает трение и увеличивается температура. Материалы плавятся. Причиной также может быть сбой системы смазывания двигателя. В случае, если деформирована опора вкладыша или повреждена поверхность шейки вала, то высока вероятность разрушения смазывающей пленки.

Методы устранения. Необходимо провести ревизию системы смазывания двигателя, в том числе, чистоту масла. Также имеет смысл проверить состояние поверхности шейки вала и опор вкладышей. При необходимости нужно выполнить ремонт. Также возможен вариант установки новых вкладышей.

Неправильная обработка шеек коленвала

Признаки. Внутренняя поверхность вкладыша контактирует с шейкой вала с одной или двух сторон корпуса вкладыша. Также возможен вариант, когда материал внутренней поверхности очень изнашивается с торцов по окружности.

Причины. Причинами такой ситуации может быть:

• Размер вкладыша не соответствует необходимому значению, обычно большая ширина.
• Внутренний замок корпуса вкладыша маленький по размеру.
• Шейка вала установлена неправильно.
• Галтель (или галтели) шейки имеют очень большую ширину.
• Упорные подшипники имеют очень большие зазоры.
• Упорные подшипники неверно отрегулированы.

Методы устранения. Методы устранения также могут быть следующими, нужно проверить:

• тип корпуса вкладыша, его ширину, размер и форму замка.
• форму галтелей шейки вала.
• осевой зазор коленвала.

Царапины на поверхности

Признаки. Имеются отдельные царапины, которые по виду не напоминают рабочие потертости от работы механизма.

Причины. На рабочей поверхности вкладыша по каким-либо причинам (чаще всего из-за несоблюдения чистоты во время их установки) имеются мелкие инородные частицы. Возможно их образование вызвано технологиями литья или сверления.

Методы устранения. Выполнить промывание двигателя новым чистым маслом с помощью внешнего масляного насоса. Лучше промывку выполнять после сборки двигателя и до того, как автомобиль будет проходить обкатку.

Чрезмерная эрозия из-за кавитации

Признаки. Материал, из которого сделан вкладыш, имеет локальные точки вымывания. Обычно они расположены симметрично или центрально на рабочей поверхности вкладыша. Также возможно их возникновения на обратной стороне масляного канала.

Причины. Тут возможны несколько причин:

• попадание охлаждающей жидкости в масляную систему;
• увеличенная скорость потока масла в системе;
• детонация;
• неверные зазоры вкладыша.

Методы устранения. Методы устранения могут быть такими, необходимо проверить и устранить:

• наличие охлаждающей жидкости в системе смазывания двигателя;
• зазоры на вкладышах;
• скорость масляного потока;
• рабочие параметры системы зажигания, а также провести ревизию двигателя.

Несоосность

Признаки. При несоосности происходит чрезмерный износ лишь в районе верхней части корпуса вкладыша по направлению к кромке. При этом зоны изношенности находятся диаметрально противоположно на окружности.

Причины. Несоосность центральных осей вкладышей и шейки.

Методы устранения. Возможны следующие варианты:

• Проверить большой диаметр шатуна. При этом в идеале центральная ось «постели» шатуна должна располагаться точно перпендикулярно упорным плоскостям. При этом нужно проверить, чтобы обе упорные плоскости были параллельны.
• Для коренного вкладыша нужно проверить соосность «постелей» всех коренных вкладышей на двигателе.

Методы профилактики

Как указывалось выше, частичный выход вкладышей из строя влечет за собой повышенный износ двигателя, и в частности, системы его смазки. Поэтому чтобы не допускать подобной ситуации имеет смысл проводить периодические мероприятия по профилактике. Так, в первую очередь необходимо пользоваться тем моторным маслом, которое рекомендовано производителем автомобиля. Особенно это касается его вязкости. Не стоит покупать очень дешевое масло, поскольку высока вероятность, что в его составе будут абразивные частицы, которые негативно влияют на двигатель в целом, и на вкладыши в частности.

Также стоит производить периодическую проверку деталей двигателя, их состояние, геометрию, чистоту. При выполнении ремонтных работ нужно всегда следить за тем, чтобы в двигатель и/или систему смазки (масло) не попадала грязь. Существует так называемое “золотое правило” моториста, которое гласит, что лучше зазор на 0,03 мм больше, чем на 0,01 мм меньше. В таком случае вкладыш гарантировано не подведет, не расплавится и не застучит. Следите за состоянием двигателя вашего автомобиля, и он будет служить вам долгие годы.

Лучше не дожидаться ситуации, когда на приборной панели засветится лампочка, сигнализирующая о низком давлении масла. В идеале необходимо периодически проверять значение давления самостоятельно или в автосервисе. Ведь лампочка масленки светиться (то есть, срабатывает аварийный датчик) уже в крайнем случае, когда давление упало до критического. Этого лучше не допускать, особенно на двигателях со значительным пробегом.

Заключение

Необходимо периодически проверять состояние вкладышей, поскольку эти, казалось бы, незначительные детали могут привести к большим проблемам с масляной системой двигателя, тем самым значительно снизив его ресурс. И чем раньше удастся выявить поломку и устранить ее — тем с меньшими затратами в будущем придется столкнуться автовладельцу для проведения ремонта двигателя. Процедуру по замене можно провести как самостоятельно, так и на СТО. Однако, если вы решите выполнить ремонт самостоятельно, то вы должны быть на 100% уверены в том, что сможете довести дело до конца, поскольку замена подразумевает большой объем как демонтажных, так и монтажных работ.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Вкладыши для двигателя – детали критические

На первый взгляд вкладыши – это просто штамповка. Но впечатление обманчиво: подшипники скольжения представляют собой высокотехнологические изделия из сложного композитного материала, имеющие специфическую геометрию и точные размеры. И, что немаловажно – они являются критическими деталями двигателя, отказ которых ведет к его остановке и очень дорогому ремонту…

Функции подшипников

Вращающиеся компоненты двигателей внутреннего сгорания оборудованы подшипниками скольжения, которые выполняют разные функции:

• коренные вкладыши поддерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в блоке цилиндров. Каждый вкладыш состоит из верхней и нижней половин. На внутренней поверхности верхней половины, как правило, есть канавка для смазки и отверстие для подачи масла.

• шатунные вкладыши обеспечивают вращение шейки шатуна, который, в свою очередь, вращает коленвал. Устанавливаются в нижней головке шатуна.

• упорные кольца предотвращают осевое движение вала. Часто упорные кольца являются частью одного из коренных вкладышей – такие комбинированные подшипники называются буртовыми или фланцевыми вкладышами.

• втулки верхней головки шатуна обеспечивают вращение поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.

• вкладыши распредвала поддерживают распредвал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в верхней части головки блока цилиндров (или в блоке цилиндров – у двигателей с нижним расположением распредвала).

Биметаллические (а) и триметаллические подшипники со свинцовистым покрытием (б, в)

Подшипники скольжения смазываются моторным маслом, постоянно подающимся к их поверхности и обеспечивающим гидродинамический режим трения.

Непосредственный контакт между трущимися в гидродинамическом режиме поверхностями отсутствует – благодаря масляной пленке, которая образуется в сходящемся зазоре (масляном клине) между поверхностями подшипника и вала.

Условия работы подшипников скольжения

Масляная пленка предотвращает локальную концентрацию нагрузки. Однако при определенных условиях гидродинамический режим трения сменяется на смешанный. Это происходит, если имеются:

• недостаточный поток масла;

• высокие нагрузки;

• низкая вязкость масла;

• перегрев масла, дополнительно снижающий его вязкость;

• высокая шероховатость поверхностей подшипника и вала;

• загрязнение масла;

• деформация и геометрические дефекты подшипника, его гнезда или вала.

В смешанном режиме трения возникает непосредственный физический контакт поверхностей, чередующийся с гидродинамическим трением. А это может привести к задирам, повышенному износу подшипника и даже к схватыванию с валом.

ДВС характеризуются циклическими нагрузками подшипников, об­условленными переменным давлением в цилиндрах и инерционными силами, вызванными движущимися частями. И эти циклические нагрузки на подшипник могут привести к его разрушению. Отсюда – высочайшие требования к материалам, из которого он производится.

Структура подшипников скольжения

Материалы подшипников скольжения

Материалы, из которых делают подшипники, должны обладать многими, иногда противоречивыми, свойствами.

• Усталостная прочность (максимальная нагрузка) – максимальная циклическая нагрузка, которую подшипник выдерживает в течение неограниченного числа циклов. Превышение этой нагрузки приводит к образованию усталостных трещин в материале.

• Сопротивление схватыванию (совместимость) – способность материала подшипника сопротивляться свариванию с материалом вала во время прямого физического контакта между ними.

• Износостойкость – способность материала подшипника сохранять свои размеры несмотря на присутствие абразивных частиц в масле, а также в условиях механического контакта с валом.

• Прирабатываемость – способность материала подшипника компенсировать небольшие геометрические дефекты вала и гнезда за счет незначительного локального износа или пластической деформации.

• Абсорбционная способность – способность материала подшипника захватывать мелкие чужеродные частицы, циркулирующие с маслом.

• Коррозионная стойкость – способность материала подшипника сопротивляться химическим воздействиям окисленных или загрязненных масел.

• Кавитационная стойкость – способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, производимые схлопывающимися кавитационными пузырьками (пузырьки образуются в результате резкого падения давления в текущем масле).

Эксцентриситет подшипника скольжения

Соответственно длительная и надежная работа подшипника скольжения достигается соединением высокой прочности (усталостной прочности, износостойкости, кавитационной стойкости) с мягкостью (прирабатываемостью, сопротивлением схватыванию, абсорбционной способностью).

То есть материал должен быть одновременно и прочным, и мягким. Это звучит парадоксально, однако существующие подшипниковые материалы соединяют эти противоположные свойства – правда, с определенным компромиссом.

Для достижения этого компромисса используются композитные структуры, которые могут быть или слоистыми (мягкое покрытие, нанесенное на прочное основание) или дисперсными (мягкие частички, распределенные внутри прочной матрицы).

Биметаллические подшипники имеют стальное основание, обеспечивающее жесткость и натяг в тяжелых условиях повышенной температуры и циклических нагрузок.

Второй слой материала состоит из антифрикционного сплава. Его толщина относительно велика: она составляет около 0,3 мм. Толщина антифрикционного слоя – важная характеристика биметаллических подшипников, способных прирабатываться и приспосабливаться к относительно большим геометрическим дефектам. Биметаллический подшипник также обладает хорошей абсорбционной способностью, поглощая как мелкие, так и крупные включения в масле.

Обычно рабочий слой делают из алюминия, содержащего 6–20% олова в качестве твердого смазочного материала: именно олово обеспечивает антифрикционные свойства. Кроме этого, сплав часто содержит 2–4% кремния в виде мелких включений, распределенных в алюминии. Твердый кремний упрочняет сплав и обладает способностью полировать поверхность вала – поэтому его присутствие особенно важно при работе с валами из ковкого чугуна. Сплав может быть дополнительно упрочнен небольшими добавками меди, никеля, марганца, ванадия и других элементов.

Триметаллические подшипники, помимо стального основания, имеют промежуточный слой из медного сплава, содержащего 20–25% свинца в качестве твердой смазки и 2–5% олова для упрочнения меди.

Третий слой представляет собой покрытие на основе свинца, которое также содержит около 10% олова, повышающего коррозионную стойкость сплава и несколько процентов меди для упрочнения. Толщина покрытия составляет всего 12–20 мкм. Низкая толщина покрытия повышает его усталостную прочность, однако снижает антифрикционные свойства (прирабатываемость, абсорбционную способность, сопротивление схватыванию), особенно если мягкое покрытие было подверг­нуто износу. Между промежуточным слоем и свинцовистым покрытием наносится очень тонкий (1–2 мкм) слой никеля, служащий барьером, предотвращающим диффузию олова из покрытия в промежуточный слой.

Измерение высоты выступа стыка подшипника

Инновационные материалы для подшипников скольжения постоянно разрабатываются производителями подшипников. Это новые материалы, способные работать в тяжело нагруженных двигателях (дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива, двигатели с турбонаддувом), а также в гибридных и старт-стоп двигателях, в том числе:

• высокопрочные алюминиевые биметаллические материалы;

• прочные металлические покрытия для триметаллических подшипников;

• полимерные композитные покрытия, содержащие частицы твердых смазочных мате­риалов;

• бессвинцовые экологически чистые безвредные материалы.

Свойства подшипниковых материалов

Свойства материалов подшипников, характеризующие прочность и мягкость, сочетаются в различных пропорциях у разных материалов.

Отличные мягкие антифрикционные свойства триметалла ограничены толщиной покрытия (12 мкм). Если геометрический дефект или чужеродные частицы превышают толщину покрытия, ее антифрикционные свойства резко падают.

Мягкие свойства биметалла несколько ниже, чем у триметалла, однако они не ограничены толщиной покрытия, поэтому биметаллические подшипники способны прирабатываться к относительно крупным несоосностям и другим геометрическим дефектам. С другой стороны, усталостная прочность (максимальная нагрузка) биметаллических подшипников ниже (40–50 МПа), чем у триметаллических материалов (60–70 МПа). Также биметаллические подшипники без кремния хуже работают с чугунным валом.

Геометрические характеристики подшипников скольжения

Масляный зазор – это основной геометрический параметр подшипников скольжения. Он равняется разнице между внутренним диаметром подшипника и диаметром вала (внут­ренний диаметр подшипника измеряется под углом 90° к линии, разделяющей верхний и нижний вкладыши).

Величина масляного зазора – очень важный показатель. Большой зазор приводит к увеличению потока масла, что снижает его нагрев в подшипнике, однако вызывает неоднородное распределение нагрузки (она концентрируется на меньшей площади поверхности и увеличивает вероятность разрушения вследствие усталости). Также большой зазор производит значительную вибрацию и шум. А слишком маленький зазор вызывает перегрев масла и резкое падение его вязкости.

Типичные величины масляного зазора С: для пассажирских автомобилей Cмин = 0,0005D, Cмакс = 0,001D, для гоночных автомобилей Cмин = 0,00075D, Cмакс = 0,0015D (где D – диаметр вала).

Эксцентриситет является мерой, определяющей некруглость подшипника. Действительно, внутренняя поверхность подшипника не является абсолютно круглой. Она имеет форму, напоминающую лежащий на боку лимон. Это достигается за счет переменной толщины стенки подшипника, имеющей максимальное значение (Т) в центральной части и постепенно уменьшающейся в направлении стыка.

Принято измерять минимальное значение толщины (Te) на определенной высоте h для того, чтобы исключить зону выборки в области стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Т – Те.

Эксцентриситет, образованный переменной толщиной стенки вкладыша, добавляется к эксцентриситету, вызванному смещением вала относительно центра подшипника. Наличие эксцентриситета позволяет стабилизировать гидродинамический режим смазки за счет создания масляного клина с большим углом схождения. Рекомендуемые величины эксцентриситета: для пассажирских автомобилей 5–20 мкм, для гоночных автомобилей 15–30 мкм.

Посадочный натяг необходим для обеспечения надежной посадки подшипника в гнезде. Прочно посаженный подшипник имеет равномерный контакт с поверхностью гнезда – это предотвращает смещение подшипника во время работы, обеспечивает максимальный отвод тепла из области трения и увеличивает жесткость гнезда. Поэтому наружный диаметр подшипника и его периметр всегда больше диаметра гнезда и его периметра.

Поскольку прямое измерение наружного периметра подшипника – трудная задача, обычно измеряется другой параметр: высота выступа стыка (выступание). Высота выступа стыка равна разнице между наружным периметром половины подшипника и периметром половины гнезда.

Проверяемый вкладыш устанавливают в измерительный блок и прижимают с определенным усилием F, величина которого пропорциональна площади сечения стенки подшипника. Оптимальная величина высоты выступа стыка зависит от диаметра подшипника, жесткости и теплового расширения гнезда и температуры. Типичные значения высоты выступа стыка для подшипников диаметром 40–65 мм: для пассажирских автомобилей 25–50 мкм, для гоночных автомобилей 50–100 мкм.

Несмотря на самые совершенные конструкцию, материалы и технологии, в эксплуатации ДВС встречаются случаи износов и повреждений подшипников. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников необходимо, но недостаточно. Об этом – в следующей статье.

Дмитрий Копелиович

Почему проворачивает шатунные вкладыши или вкладыши коленвала

 23630 |  24.04.2018

Вкладыши шатунов или коленвала являются подшипниками скольжения, на которые дополнительно подается моторное масло из системы смазки двигателя. Данное решение позволяет нагруженным деталям свободно и легко перемещаться, при этом достигается такое сопряжение нагруженных элементов, в котором отсутствуют зазоры и люфты. Под такими подшипниками скольжения следует понимать высокопрочный стальной лист особой формы, на который нанесено специальное антифрикционное покрытие.

 

Проворачивание шатунных вкладышей или вкладышей коленвала является серьезной неисправностью, которую необходимо устранять незамедлительно. Чаще всего водитель узнает о возникшей проблеме благодаря появлению отчетливого характерного шатунного стука или стука коленчатого вала двигателя.  Дальнейшая эксплуатация ДВС, в котором провернут вкладыш, крайне не рекомендуется, так как поломки данного рода причиняют значительный ущерб не только сопряженным деталям, но и другим узлам силового агрегата. Далее мы поговорим о том, что делать, если провернуло шатунный вкладыш, какой может быть причина и последствия в результате такой поломки.

 

Почему проворачивает вкладыши?

 

Вкладыши в двигателе установлены в специальные установочные места (постель вкладыша). Установка предполагает особую фиксацию, так как вкладыши имеют в своем теле отверстия, что позволяет подавать на них моторное масло. Указанные отверстия должны четко совпадать с отверстиями, которые высверлены в самих деталях для прохода смазки. Также фиксация вкладыша необходима с учетом того, что во время работы двигателя возникает трение по поверхностям сопряженных элементов.

 

С учетом вышеприведенной информации становится понятно, что если провернуло шатунный вкладыш, причина может заключаться в следующем:

 

• недостаточная фиксация вкладыша;
• сильное трение по поверхности вкладыша;

 

Как известно, трение возникает в результате скольжения двух тел по отношению друг к другу при наличии определенной нагрузки. Общая величина силы трения будет зависеть от величины нагрузки на трущуюся пару, а также от коэффициента трения. Для того чтобы снизить силу трения при изготовлении деталей применяются специальные антифрикционные материалы, которые имеют низкий коэффициент трения.

 

 

 

 

Что касается вкладыша, антифрикционный материал наносится на его поверхность. Коленвал по отношению к вкладышам совершает вращательное движение, в месте сопряжения вкладыша и коленчатого вала  возникает сила трения, которая стремится провернуть вкладыши по отношению к их установочным местам. Для защиты от проворачивания и смещения вкладыш удерживает специальный усик. Также при установке сами вкладыши вставляются с определенным натягом, величина которого рассчитана конструкторами того или иного ДВС.

 

Становится понятно, что избыточное трение или недостаточно надежная фиксация (слабый натяг), являются основными причинами, по которым не удается удержать вкладыш на его посадочном месте. Отметим, что во время изготовления двигателя на заводе недостаточный натяг вкладышей при сборке ДВС встречается крайне редко. Чаще проблемы с коренными или шатунными вкладышами появляются после того, как двигатель ремонтировался. Другими словами, неправильный подбор ремонтных вкладышей и другие дефекты, которые не позволяют добиться необходимого натяга, приводят к проворачиванию. Так как на КШМ воздействуют неравномерные нагрузки, вкладыши с ослабленной посадкой начинают вибрировать, масляная пленка на их поверхности разрушается, вкладыш может «прихватить». В такой ситуации проворачивание неизбежно, так как фиксирующий усик попросту не способен противостоять моменту проворачивания на самом вкладыше.

 

Как уже было сказано, еще одной причиной проворачивания вкладышей двигателя является превышенный момент трения, то есть нарушаются расчетные условия работы самих подшипников скольжения. Нормальная работа вкладышей предполагает так называемое жидкостное трение, то есть поверхность вкладыша и шейку коленчатого вала разделяет масляная пленка. Это позволяет избежать прямого контакта нагруженных деталей, обеспечивает необходимую смазку и охлаждение, минимизирует трение.

 

 

 

 

Вполне очевидно, что если масляная пленка будет иметь недостаточную толщину или прорвется, коэффициент трения начнет увеличиваться. Работа сопряженных деталей, которые испытывают постоянную нагрузку, в подобных условиях будет означать, что проворачивающий момент увеличился. Если проще, чем больше сила трения, тем сильнее возрастают риски проворачивания вкладышей коленвала при таких увеличенных нагрузках.

 

Рост нагрузок в паре вкладыш-коленвал приводит к уменьшению толщины масляной пленки или к полному разрыву (сухое трение). Параллельно увеличению силы трения происходит усиленное выделение тепла, в области трения возникают локальные перегревы. При повышении нагрева нарушается температурная стабильность масла, толщина масляной пленки еще больше снижается, вкладыш может прихватывать к поверхности шейки коленчатого вала.

 

Также следует добавить, что толщина масляной пленки между сопряженными деталями напрямую зависит от того, с какой скоростью указанные детали перемещаются относительно друг друга (гидродинамическое трение). Чем быстрее детали двигаются, тем интенсивнее масло попадает в зазор, который присутствует между трущимися элементами. Получается, создается более толстый масляный клин-пленка по сравнению с такой же пленкой на меньшей скорости движения сопряженных деталей. При этом необходимо учитывать тот факт, что увеличение скорости движения деталей увеличивает и силу трения, а также растет нагрев от такого трения. Это значит, что температура моторного масла начинает повышаться, смазка разжижается, толщина пленки становится меньше.

 

Еще на силу трения оказывает влияние то, с какой точностью изготовлены поверхности сопряженных деталей, от степени шероховатости указанных поверхностей и т.д. Если, например, поверхность вкладыша или шейки окажется неровной, тогда возникнут зоны, в которых возникнет практически сухое трение или детали будут контактировать в условиях недостаточной толщины масляной пленки.  Параллельно такие зоны сухого трения могут возникать и в тех случаях, когда в моторном масле присутствуют механические частицы, то есть масло загрязнено.

 

 

 

 

По указанным причинам после сборки нового ДВС или капитального ремонта двигателя силовой агрегат должен пройти процесс обкатки, который предполагает умеренные нагрузки и частую смену моторного масла. Дело в том, что нагруженные пары должны приработаться друг к другу, так как притирка постепенно нивелирует возможные имеющиеся микродефекты, которые оказывают влияние на эффективность образования и последующую стабильность образованной масляной пленки.

 

Добавим, что определенное влияние оказывает и вязкость масла в двигателе. Более вязкие масла вызывают увеличенный момент трения в нагруженных парах. Параллельно с этим толщина пленки вязкого масла также больше в месте сопряжения деталей. Однако это не значит, что нагруженные детали будут защищены от повышенного или сухого трения. Дело в том, что вязкая смазка может просто не доходить до места трения в необходимом количестве, что приводит, в свою очередь, к уменьшению толщины пленки или даже ее разрыву.

 

По указанной причине не так просто дать ответ, какое масло лучше применительно к вкладышам и их проворачиванию с учетом только одного показателя вязкости. Не следует забывать о том, что важнейшей характеристикой является также смазывающая способность масла, то есть свойство смазки сцепляться с металлическими поверхностями. Следует учитывать и стабильность пленки того или иного масла в условиях различных нагрузок и температур.

 

Последствия проворота вкладышей

 

Начнем с того, что проворачивание шатунных вкладышей двигателя при своевременном определении поломки является менее серьезной проблемой по сравнению с проворачиванием коренных вкладышей коленвала. Если же проблему выявили поздно, тогда последствия для ДВС могут быть разными. Бывает так, что после проворачивания шатунного вкладыша двигателю может понадобиться дорогостоящий капитальный ремонт.

 

Распространена и такая ситуация, когда провернутый  шатунный вкладыш попросту меняют на новый и двигатель работает дальше. Отметим, что делать так не рекомендуется по причине того, что ресурс отремонтированной таким образом сопряженной пары шатун-шейка коленвала может быть сильно сокращен (на 60-70%). Более приемлемым вариантом принято считать подход, когда меняется шатун, в котором провернуло вкладыш. Также шатун часто подлежит замене и по причине того, что в результате проворачивания вкладыша ломается замок шатуна. Оптимальным же способом ремонта принято считать расточку коленвала и замену вкладышей/шатунов.

 

 

 

 

Шлифовка коленвала после проворачивания вкладыша обычно является необходимой операцией, так как на шейке появляются задиры. После разборки двигателя коленчатый вал необходимо промерять, после чего осуществляется его расточка с учетом последующей установки новых вкладышей ремонтного размера. Только так удается добиться необходимого состояния поверхностей и правильного натяга вкладыша после установки.

 

Что в итоге

 

С учетом приведенной выше информации можно сделать вывод о том, что появление стука в двигателе является поводом для немедленного прекращения эксплуатации ТС. Также следует учитывать, что на состояние вкладышей сильно влияет и температурный режим работы силового агрегата. Другими словами, перегрев двигателя может привести к проворачиванию шатунных или коренных вкладышей, заклиниванию мотора и т.д. В таком случае двигатель может полностью прийти в негодность, так как разбивается постель коленвала, выходит из строя сам коленчатый вал, блок цилиндров и т.д.

 

Что касается моторного масла, необходимо использовать только те ГСМ, которые соответствуют всем требованиям и необходимым допускам завода-изготовителя силового агрегата. Также масло и масляный фильтр необходимо своевременно менять, не допускать попадания грязи и механических частиц в смазку. Повышенного внимания заслуживает и сама система смазки, так как снижение производительности или неисправности могут привести к масляному голоданию, в результате чего существенно повышается риск проворачивания вкладышей.

 

Напоследок добавим, что бензиновый двигатель нуждается в прогреве после холодного запуска, затем ездить необходимо без нагрузок до момента выхода силовой установки на рабочие температуры. В случае с дизелем мотор прогревается в движении, до полного прогрева не рекомендуется резко нагружать агрегат. Также следует помнить, что как новый двигатель, так и мотор после ремонта нуждается в обкатке, так как нагруженные пары и сопряженные элементы нуждаются в притирке.

вкладыши коленвала

Вкладыши коленвала коренные и шатунные являются важнейшими деталями любого двигателя, несмотря на свои небольшие размеры. В этой статье, больше рассчитанной на новичков, будет подробно описано об этих деталях, о их установке, зазорах, стуках, о том, когда их следует менять и многое другое.

Вообще долговечность подшипников скольжения, именуемых вкладышами, как коренных, так и шатунных, очень сильно зависит от состояния и зазоров между вкладышами и сопрягаемыми с ними деталями, а именно коренных и шатунных шеек коленчатого вала. О правильных (допустимых) рабочих зазорах вкладышей и шеек коленвала мы поговорим чуть позже, а сначала рассмотрим что из себя представляют такие детали, как вкладыши коренные и шатунные и какую роль они играют.

Не для кого не секрет, что двигатель внутреннего сгорания работает от горения топлива в камерах сгорания и расширения появляющихся в процессе горения газов, которые под высоким давлением толкают поршни двигателя, а те в свою очередь с большой силой толкают шатуны.

Ну а шатуны своими нижними отверстиями (нижними головками) упираются и толкают с огромной силой шейки коленчатого вала, имеющего форму кривошипа и коленчатый вал при этом преобразует возвратно-поступательное движение поршней и шатунов во вращательное движение маховик, который через трансмиссию передает вращение на ведущие колёса автомобиля (мотоцикла и т.д). Нетрудно догадаться, что при этом между отверстиями в нижних головках шатунов и шейками коленвала возникают огромные нагрузки и трение.

И именно вкладыши коренные и шатунные, являющиеся подшипниками скольжения шатунов и шеек, установлены между отверстиями в головках шатунов и шейками коленвала и они обязаны снизить трение и выдержать огромные нагрузки между шатуном и шейкой коленчатого вала.

Чтобы снизить трение, (кроме подачи моторного масла под давлением с помощью системы смазки) вкладыши современных двигателей имеют антифрикционное покрытие и к тому же изготовлены из пластичных сплавов (чаще алюминиевых), чтобы противостоять большим нагрузкам и при этом не разрушиться.

К тому же пластичный и антифрикционный материал вкладышей не позволяет быстро износиться шейкам коленчатого вала. Вкладыши постепенно изнашиваясь сами, не дают быстро износиться шейкам коленчатого вала, ведь вкладыши мягче самих поверхностей шеек. Конечно же при работе двигателя на поверхностях шеек коленвала не даёт образоваться задирам, прихватам (или вообще разрушиться) создаваемая системой смазки масляная плёнка, но и сам качественный материал вкладышей тоже имеет огромное значение.

Вкладыши бывают коренными и шатунными.

Коренные вкладыши  — место их установки в блоке мотора в специальных местах (постелях), и места установки и трения их с коренными шейками коленвала на чтырёхцилиндровых двигателях имеются в пяти местах (опорах) в нижней части блока двигателя.

 

 

Коренные вкладыши коленвала как правило имеют канавки и отверстия для лучшего подвода смазки (см. фото) и по сути они являются опорами для коленчатого вала при укладке его в блок двигателя ну и разумеется являются опорами и подшипниками скольжения коленвала при вращении коленвала в блоке мотора.

И конечно же коренные вкладыши являются подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала. Вообще на коренных вкладышах держится и вращается весь коленчатый вал двигателя и от этого вполне понятна важность этих деталей и их технического состояния.

Шатунные вкладыши место их расположения понятно из названия и конечно же устанавливаются они в нижние головки шатунов, а шатуны в свою очередь крепятся через шатунные вкладыши на шатунных шейках коленвала.

Шатунные вкладыши как правило имеют более простое устройство и  являются опорами и подшипниками скольжения для нижних головок шатунов и шатунных шеек коленвала. Через шатунные вкладыши передаются большие нагрузки от шатунов (их нижних головок) на шатунные шейки коленчатого вала. И естественно важность этих деталей вполне понятна.

Разумеется после определённого пробега двигателя, даже при самом качественном моторном масле и исправной системе смазки, как коренные так и шатунные вкладыши постепенно изнашиваются и их следует менять ( о замене чуть позже). Об износе вкладышей как правило водителя оповещают стуки и потеря давления масла.

Стуки шатунных и коренных изношенных вкладышей отличаются по звуку и опытный водитель или механик легко может определить какой из вкладышей застучал.

Стук коренных вкладышей обычно металлический, глухого тона. Легко обнаруживается когда мотор работает на холостых оборотах при резкой подаче газа (резком увеличении оборотов коленвала). И частота стуков увеличивается при повышении оборотов коленвала.

Стук шатунных вкладышей резче стука коренных и он так же хорошо прослушивается на холостых оборотах двигателя при резкой подаче газа и резком увеличении оборотов коленвала. А вкладыши какого шатуна изношены и стучат, легко определить отключая по очереди свечи зажигания или форсунки дизельного двигателя (если при отключении какого то цилиндра стук пропадёт, значит именно в этом цилиндре и изношены шатунные вкладыши).

Что касается падения давления масла, то это происходит не только от износа вкладышей, но и по другим причинам, например от износа масляного насоса, или от износа постелей распредвала, ну или от износа сопряжения редукционного клапана.

Поэтому прежде чем менять вкладыши, сначала следует убедиться в точной причине падения давления, возможно причиной падения давления масла являются не вкладыши коренные и шатунные (особенно если они работают без шумов и стуков).

Замена вкладышей коленвала ремонтными.

Как было сказано выше, с ростом общего пробега двигателя, вкладыши постепенно изнашиваются, зазоры между ними и шейками коленвала увеличиваются, появляются шумы (стуки), давление масла падает и требуется замена изношенных вкладышей на новые. Кроме вкладышей постепенно изнашиваются и шейки коленвала, при этом требуется шлифовка коленвала и требуются уже ремонтные вкладыши, которые имеют бóльшую на 0,25 мм толщину.

Обо всём этом (а также о замерах и подборе ремонтных вкладышей, шлифовке шеек и другие нюансы) я уже очень подробно написал в статье «Шлифовка коленвала» вот здесь. Но и в этой статье следует описать основные важные моменты, касающиеся вкладышей коленвала, как коренных, так и шатунных.

Для начала следует сказать, что ремонтные вкладыши для большинства автомобилей и мотоциклов выпускают с увеличенной на 0,25 мм толщиной (0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм) и это позволяет для большинства двигателей сделать четыре ремонта. Однако в некоторых случаях, например когда после халатной эксплуатации двигателя появляются прихваты, задиры, глубокие царапины на шейках коленвала, после устранения этих дефектов с помощью шлифовки шеек, иногда приходиться перескакивать через ремонтный размер.

То есть после более глубокой шлифовки шеек коленвала (чтобы избавиться от дефектов на шейках) приходится устанавливать ремонтные вкладыши которые толще не на о,25 мм, а уже на 0,5 мм.

Или бывает наоборот, что при небольшом пробеге мотора и профилактическом ремонте двигателя (например замене поршневых колец) кто то решает заменить и вкладыши, и при нормальном состоянии шеек коленвала, вкладыши заменяют не ремонтными, а всего лишь новыми стандартного размера.

Все эти нюансы и какого размера вкладыши коленвала установить, следует определить замерами шеек кленвала и замерами рабочего зазора между вкладышами и шейками коленвала. Вообще рабочий зазор (который имеет определённые допустимые значения, которых следует придерживаться) и является главной отправной точкой при решении, что делать с двигателем (точнее с коленвалом и вкладышами) при ремонте.

Поэтому после разборки двигателя, первым делом следует осмотреть шейки коленвала и произвести их замеры , а также замеры рабочего зазора между вкладышами и шейками коленвала. Но сначала, при осмотре шеек, убеждаемся в отсутствии на них царапин, рисок, следов прихватов.

Далее следует с помощью микрометра замерить диаметр шеек в двух диаметрально противоположных плоскостях, чтобы выявить овальность шейки и если имеется овальность превышающая допуск, то необходимо обязательно устранить её с помощью шлифовки шеек (о допусках овальности шеек я напишу чуть ниже).

 

 

Овальность коренных шеек коленвала можно легко выявить не только с помощью микрометра, но и с помощью индикатора часового типа, при этом уложив коленвал на две призмы (см. фото) и прокручивая его рукой.

 

 

Вообще две призмы и индикатор часового типа позволяют полностью проверить коленвал на биение, допуски которого показаны на рисунке слева и которое не должны превышать:

• коренных шеек и посадочной поверхности коленвала под ведущую шестерню масляного насоса — не более 0,03 мм.
• посадочная поверхность на коленвале под маховик — не более 0,4 мм.
• посадочная поверхность коленвала под шкивы и поверхности трения кромок сальников коленвала — не более 0,05 мм.

Все вышеописанные допуски поаказны на рисунке 1.

Ещё (как было сказано выше) необходимо с помощью микрометра измерить диаметры шеек коленвала, как коренных, так и шатунных. И если при замерах выяснится, что износ шеек более чем 0,03 мм (стандартный размер новых шеек ищите в мануале вашего двигателя), а также если на шейках имеются задиры, риски, царапины, то шейки обязательно следует шлифовать до ближайшего ремонтного размера.

Также замеряем микрометром шейки в диаметрально противоположных местах и если при замерах выяснится, что овальность шеек превышает допуск в 0,03 мм, то необходимо избавиться от овальности шеек с помощью их шлифовки до ближайшего ремонтного размера.

Овальность и конусность шатунных и коренных шеек коленвала после их шлифовки не должна превышать 0,005 мм. А смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, после шлифовки должно быть в пределах ±0,35 мм. — имейте это в виду, забирая свой коленчатый вал из шлифовальной мастерской.

Для проверки выше описанных допусков на грамотную шлифовку, опять же устанавливаем коленчатый вал крайними коренными шейками на две призмы и выставляем коленвал так, чтобы ось шатунной шейки первого цилиндра была в горизонтальной плоскости, проходящей через оси коренных шеек. После этого индикатором часового типа проверяем смещение в вертикальном направлении шатунных шеек второго, третьего и четвёртого цилиндров относительно шатунной шейки первого цилиндра двигателя.

Основные размеры для ремонтной шлифовки коленвала ВАЗ 2108-09

После шлифовки шеек коленчатого вала до ближайшего ремонтного размера, можно устанавливать новые ремонтные вкладыши коленвала.  Для большинства двигателей изготавливают сталеалюминиевые тонкостенные вкладыши. И как правило верхние вкладыши (для отечественных переднеприводных вазовских машин) первой, второй четвёртой и пятой опор имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние вкладыши не имеют канавок. А верхние и нижние вкладыши третьей опоры не имеют канавки. Ну и все шатунные вкладыши (как верхние, так и нижние)  не имеют канавок.

Следует помнить, что на вкладышах коленвала нельзя производить никаких подгоночных работ. А если ваши бэушные вкладыши имеют задиры, риски, или отслоения антифрикционного слоя, то разумеется такие вкладыши следует заменить новыми.

Рабочий зазор между вкладышами и шейками коленвала можно проверить расчётом после промерки деталей микрометром. Но гораздо легче проверить зазор с помощью специально предназначенной для этого пластиковой калиброванной проволоки (наподобие рыболовной лески).

Купив проволоку и сняв крышки подшипников скольжения, перед проверкой тщательно очищаем рабочие поверхности вкладышей и шеек коленвала и укладываем кусочек проволоки между проверяемой шейкой и вкладышем.  Далее устанавливаем шатун с крышкой или крышку коренного подшипника скольжения (зависит от того, зазор какой шейки вы проверяете) и затем остаётся затянуть гайки илиболты крепления крышек подшипников.

Гайки шатунных болтов следует затянуть с моментом 51 Н•м (5,2 кгс•м). Ну а болты крышек коренных подшипников следует затянуть с моментом 80,4Н•м (8,2кгс•м). Это данные требуемого момента затяжки для вазовских переднеприводных машин, а для двигателей иномарок и других машин следует уточнить данные в мануале конкретного (вашего) двигателя.

После затяжки вышеописанным моментом, крышка опять снимается, сплющенная проволока изымается и с помощью специальной шкалы, показанной на фото 3 слева (шкала имеется в комплекте с проволокой) проверяется рабочий зазор между вкладышем и шейкой коленвала.

Для большинства двигателей с объёмом не более 1,5 литра номинальный расчётный рабочий зазор должен быть в пределах 0,02 — 0,07 мм для шатунных шеек, и 0,026 — 0,073 мм для коренных шеек коленвала. Однако эти данные советую уточнить в мануале конкретного (вашего) двигателя.

Если зазор меньше предельно допустимого 0,1 мм для шатунных и 0,15 мм для коренных шеек, то можно снова использовать эти вкладыши. Если же замеренный с помощью проволоки рабочий зазор больше предельно допустимого, то вкладыши на этих шейках можно установить стандартные новые. Однако если зазор больше предельно допустимого, то советую промерить на износ шейки, возможно их пора шлифовать. Вообще шейки по любому сперва следует проверить на износ и овальность.

Если же шейки коленвала изношены (допуски были описаны выше) то их следует шлифовать до ближайшего ремонтного размера и вкладыши соответственно устанавливаются новые ремонтные, увеличенной толщины.

Разумеется перед снятием шатунов и крышек (как шатунных, так и коренных), вы пометили где какая деталь стояла и теперь остаётся установить все детали на свои места, но уже с новыми вкладышами (старые изношенные вкладыши разумеется вытащены).

Следует помнить, что шатуны на автомобильных заводах обрабатываются вместе с зажатой крвшкой и поэтому нельзя менять местами крышки и шатуны, а также не рекомендуется менять и крышки коренных подшипников (они тоже обрабатываются совместно с блоком). Поэтому перед разборкой помечаем все детали маркером или чертилкой и при сборке устанавливаем строго на свои места.

вкладыши коленвала — места установки замка

Ещё следует обратить внимание, что в посадочных местах имеются выемки — так называемые замки (они указаны жёлтыми стрелками на фото слева). Эти выемки служат для укладки замков вкладышей и позволяют не ошибиться при сборке и также не допускают проворота вкладышей.

При установке все шейки коленвала и новые вкладыши смазываем новым моторным маслом и устанавливаем на свои места. Ну и останется затянуть все крышки подшипников с требуемым моментом, с помощью динамометрического ключа и можно устанавливать на место другие детали двигателя (о разборке и сборке двигателя я уже писал, например вот тут).

Ну а замену вкладышей наглядно можно посмотреть в видеоролике ниже, на примере автомобиля Форд Транзит.

Надеюсь эта статья о вкладышах коленвала будет полезна начинающим водителям и ремонтникам, а если кому то что-то непонятно, то задавайте вопросы в комментариях, успехов всем.

Номер группы определяется по наибольшей фактической толщине вкладыша. Взаимозаменяемость коренных вкладышей обеспечивается при условии подбора их по группам. Участки площадок б, которые расположены на расстоянии 12 мм от торцов, тоньше на 0,06-0,09 мм, чем средняя часть. Номер группы клеймят па боковой поверхности опорных вкладышей и на цилиндрической поверхности упорных вкладышей. Разностенность каждого коренного и шатунного вкладыша, замеряемую в разных местах (раздельно для средней части .и у стыков), допускают до 0,015 мм.

В паспорте’ дизеля указывают номера груїпп вкладышей коренных подшипников, установленных на каждой шейке коленчатого вала, что позволяет предварительно подобрать или заказать для каждого дизеля необходимые группы вкладышей.

Как было сказано выше, на дизелях 1 ОД 100 с 1967 г. устанавливаются вкладыши, не имеющие сплошной кольцевой канавки, что позволило увеличить рабочую поверхность, на которую опирается шатунная шейка коленчатого вала, и повысило работоспособность вкладыша.

Вкладыши без канавок (рис. 15) устанавливаются в расточках нижних головок шатунов, а в крышках шатунов — обычные вкладыши с канавками. В связи с этим необходимо строго следить, чтобы верхние и нижние шатунные вкладыши устанавливались на свои места, т. е. чтобы в расточку шатуна монтировался только вкладыш без канавки. При установке в шатун вкладыша с канавкой на поршень не будет поступать масло. В крышку шатуна допускается установка вкладыша без канавки.

Чтобы отличить дизели, на которых установлены вкладыши без канавок, на блоке укрепляется табличка «На двигателе установлены бесканавочные шатунные вкладыши».

Вкладыши коренных и шатунных подшипников, поставляемые в качестве запасных частей, не требуют перед установкой на дизель подгоночных работ (шабровки).

⇐ | Шатуны | | Тепловозные дизели 2Д100 и 1 ОД 100. Аврунин А. Г. | | Поршневая группа | ⇒

вкладыши коленвала. Назначение, виды, проверка и замена. Вкладыши коленчатого вала

В двигателе внутреннего сгорания тысячи деталей. Все они в той или иной степени важны и нужны для сбалансированной работы сложной системы. Тем не менее, нельзя говорить об их равнозначности. Коленчатый вал, непосредственно передающий энергию сгорания топлива на движущие колеса, и все его сопряженные детали – одни из самых важных.

В частности, речь идет о вкладышах коленчатого вала, небольших полукольцах, сделанных из более мягкого, чем сталь коленвала, металла, имеющего особое антифрикционное покрытие. При длительной работе двигателя именно вкладыши должны первыми выходить из строя, а не шейки коленвала.

Назначение вкладышей коленвала

Вкладыши коленчатого вала являются, в сущности, подшипниками скольжения для шатунов, вращающих коленчатый вал под воздействием энергии микровзрыва в камерах сгорания цилиндров ДВС.

В этой системе велики скорости вращения и нагрузки, поэтому необходимо резко уменьшить трение деталей, иначе двигатель выйдет из строя почти мгновенно. Для уменьшения силы трения все значимые внутренние сопряжения деталей двигателя находятся в так называемом «масляном тумане», в тонкой микронной пленке, которая создается специальной системой смазки двигателя.

Пленка, обволакивающая металлические детали, возможна лишь при достаточно серьезном давлении масла. Между вкладышем и шейкой коленвала как раз присутствует такая масляная «прослойка», благодаря которой сила трения резко снижается. Следовательно – вкладыши коленчатого вала – защита, позволяющая увеличить срок службы столь важной для двигателя детали.

Виды вкладышей коленвала

В первую очередь, вкладыши коленчатого вала ДВС следует поделить на две группы – коренные и шатунные вкладыши. Шатунные вкладыши, как указывалось выше, находятся между шатунами и шейками коленвала, а коренные выполняют сходную роль, но ставятся между самим коленвалом и теми местами, где коленвал проходит через корпус двигателя.

Для каждого двигателя промышленностью изготавливаются вкладыши коленчатого вала (и шатунные, и коренные), отличающиеся друг от друга своим внутренним диаметром. Диаметры ремонтных вкладышей отличаются друг от друга и, соответственно, от вкладышей, установленных на новый двигатель, с шагом в 0,25 мм. Таким образом, составляется размерный ряд ремонтных вкладышей, каждый из которых больше в диаметре (внутреннем), чем заводские, на 0,25; 0,5; 0,75; 1 мм.

Проверка и замена вкладышей

Даже при правильной работе смазочной системы и постоянным уходом за ней, со временем неизбежно влияние трения на вкладыши и сам коленчатый вал. Это проявляется в том, что на шейках коленвала постепенно образуется шероховатость, бороздки. Масло под давлением свободно проходит сквозь такие «туннели», и масляная пленка образуется не так, как должна. В результате силы трения возрастают, и коленвал все больше подвергается износу.

Поэтому через определенное число километров пробега (разное для каждой марки автомобиля), требуется проводить ремонт двигателя, заменяя вкладыши коленчатого вала с обязательной шлифовкой шеек коленвала (устраняющим шероховатость).

Для различных марок автомобилей ряд ремонтных размеров может быть различным. Так, если для моделей ВАЗ их 4, то для ГАЗа – 6, с тем же шагом. Некоторые производители на вкладышах коленвала наносят их размер. Если, например, на вкладыше будет написано «0,25», это означает, что такой вкладыш имеет 1-ый ремонтный размер.

От степени шероховатости, которую устранят расточкой и шлифовкой, зависит и размер вкладышей, которые нужно будет установить по окончании ремонта. Вполне может быть, что при сильном износе 1-ый ремонтный размер нужно будет пропустить, сразу перейдя ко второму.

Одним из способов проверки степени износа вкладышей (кроме непосредственного измерения их толщины) является использование набора специальных контрольных щупов из бумаги или медной фольги. Щупы имеют толщину с шагом в 0,025 мм. Устанавливая щуп между вкладышем и шейкой вала, затягивают, как положено, все соединения, а затем пробуют провернуть коленвал. Эту операцию выполняют до тех пор, пока коленвал не будет прокручиваться с ощутимым усилием. Значение толщины используемого щупа и будет соответствовать величине зазора.

Медные щупы, при этом, смазывают маслом, а вал проворачивают не более, чем на 90 градусов, во избежание повреждения поверхности вкладыша.

Работу по проверке, подбору и замене вкладышей коленвала лучше всего доверять специалистам, знающим толк в подобном деле и имеющим немалый опыт. В каждом конкретном случае возможны индивидуальные особенности и тонкости, которые не знающий человек может и не заметить. А именно они повлияют потом отрицательно на весь результат работы. Будьте мудрыми – доверьте сложную работу профессионалам!

 

Типы повреждений подшипников двигателя

Подшипники двигателя уменьшают трение между вращающейся частью двигателя и неподвижной частью и поддерживают кривошип. Материал подшипника должен быть чрезвычайно прочным из-за напряжений, вызванных взрывами внутри двигателя внутреннего сгорания. Уменьшение трения частично достигается за счет того, что разнородные металлы скользят друг относительно друга с меньшим трением и износом, чем аналогичные материалы.

Рисунок 1: Подшипник из медного сплава с покрытием, залитый обломками чугуна.На врезке показаны мелкие детали выбоин.

Таким образом, материал подшипников из сплава гораздо лучше удерживает стальной коленчатый вал в движении, чем стальные или чугунные подшипники.

Хотя сам материал может придавать подшипнику двигателя некоторые свойства снижения трения, его характеристики улучшаются за счет смазки между подвижной и неподвижной поверхностями. Еще одна задача подшипников — создавать и поддерживать масляную пленку.

Рисунок 2: Баббитовый подшипник, залитый механическим мусором.На врезке показаны микроскопические детали обломков.

Подшипники обычно очень хорошо удерживают движущиеся части в движении; однако, если подшипник выходит из строя, результаты могут быть катастрофическими.

Рисунок 3: Этот алюминиевый подшипник был поврежден заделкой стеклянных шариков. На этой фотографии показан размер повреждений.

Даже если они выходят из строя, это обычно не ошибка подшипника. Проведя небольшое исследование, специалист по двигателям или техник может обнаружить и устранить одну из буквально десятков причин преждевременного износа или выхода из строя.

Грязь или мусор

Мусор, например грязь или пыль, может вызвать серьезные повреждения поверхности подшипника. Если она находится в системе смазки, грязь обычно оставляет периферийные царапины и часто остается на поверхности подшипника.

Рисунок 4: Посторонние частицы в футеровке подшипника могут быть результатом неправильной очистки или невозможности замены фильтра и могут включать дорожную грязь и песок.

Обязательно тщательно промывайте систему смазки перед повторной сборкой двигателя, чтобы избежать повреждения подшипников двигателя.

Еще одна причина, по которой грязь может нанести ущерб, — это неочищенные детали двигателя. Посторонние частицы, попавшие между задней частью подшипника и корпусом, вызывают приподнятую поверхность подшипника.

Этот небольшой выступ может привести к контакту подшипника с шейкой кривошипа. Всегда следите за тем, чтобы подшипники устанавливались на чистые поверхности.

Недостаточная смазка

Полное отсутствие смазки в картере обычно приводит к заклиниванию подшипника и полному выходу из строя двигателя.Но эксперты говорят, что более частая проблема со смазкой — это просто недостаточное смазывание. Отсутствие надлежащей масляной пленки приведет к контакту металла с металлом, иногда только с одним подшипником или часто с несколькими из них.

Рисунок 5: Смазка жизненно необходима. Это показывает результат сухого старта. Подшипники слева от масляного насоса подвержены наибольшему износу.

Если подшипник поврежден из-за масляного голодания, вы обнаружите очень блестящую поверхность и следы протирания.

Помните, что разрыв масляной пленки на подшипниках можно увидеть по-разному.Проверьте такие вещи, как заблокированные масляные каналы, неисправный масляный насос, неправильный выбор или установка подшипника, неисправность масляного уплотнения, разбавление топлива (часто вызванное выбросом топлива и воздуха через поршневые кольца) или пенообразование или аэрация, вызванные, по иронии судьбы, переполненный коленвал.

Разборка

Иногда сбои являются результатом простых ошибок установки. Например, если половина подшипника без отверстия для масла неправильно помещена в положение, в котором отверстие необходимо, эта цапфа не будет смазываться.

Рис. 6. Низкая подача масла или масляное голодание — это не просто плохо, это плохо работает внутри двигателя.

Могут наблюдаться и другие типы ошибок сборки. Если шатун или крышка коренного подшипника установлены в неправильном положении или подшипник установлен ненадежно, смазки будет недостаточно, что приведет к поломке.

Тщательные процедуры установки, конечно, важны во всех аспектах двигателестроения — небрежные ошибки всегда дороги.

Разрушение подшипника

Термин «раздавливание» относится к внешней силе, создаваемой частью подшипника, которая выступает над отверстием корпуса, когда половины подшипника устанавливаются на место.Этот «дополнительный» материал плотно прижимает наружный диаметр подшипников к отверстию корпуса, когда узел затягивается в соответствии со спецификацией.

За счет увеличения поверхностного контакта между подшипником и отверстием корпуса шатуна раздавливание сводит к минимуму перемещение подшипника, помогает компенсировать деформацию отверстия и способствует теплопередаче.

Рисунок 7: Слишком богатая смесь или прорыв через поршневое кольцо могут привести к разбавлению масла. Этот ущерб можно увидеть здесь.

Проще говоря, раздавливание подшипника — это то, что удерживает подшипник на месте.Думайте об этом как о том, как положить 10 фунтов чего-то в пятифунтовую сумку. Хвостовик или фиксатор на кожухе, который подходит к седлу, предназначен только для фиксации подшипника во время сборки.

Если сжатие правильное, слегка эллиптические вкладыши подшипников образуют идеальный круг, когда они затягиваются на место. Таким образом, коленчатый вал правильно вращается.

Однако, когда происходит чрезмерное сжатие, дополнительная сжимающая сила заставляет подшипник выпирать внутрь на линиях разъема, вызывая боковой защемление.

Чрезмерное раздавливание может быть результатом попытки уменьшить расход масла путем опускания крышки подшипника, слишком плотной сборки крышек подшипника путем чрезмерного затягивания крепежных деталей или, в некоторых случаях, использования слишком малого количества регулировочных шайб.

Недостаточное сжатие, с другой стороны, приведет к тому, что подшипники не будут надежно удерживаться в отверстии и будут свободно перемещаться вперед и назад внутри корпуса.

Рисунок 8: Чрезмерный износ, наблюдаемый возле линий разъема верхнего и нижнего вкладышей, был вызван смещением крышки подшипника.Это приводит к контакту металла с металлом и износу, вызывающему чрезмерное давление.

Поскольку контакт между задней частью подшипника и отверстием корпуса необходим для охлаждения, это условие означает, что теплоотвод от подшипника затруднен, что приводит к перегреву и износу поверхности подшипника.

Недостаточное сжатие может быть вызвано неправильной попыткой добиться лучшего прилегания путем опиливания разделяющих поверхностей, грязью или заусенцами, удерживающими крышки подшипников открытыми, неправильным затягиванием крепежных деталей во время установки, неправильным определением размера отверстия в корпусе или (при необходимости) использованием слишком много регулировочных шайб в процессе сборки.

Рисунок 9: Скругление происходит, если радиус скругления в углу каждой шейки кривошипа больше необходимого. В этом случае края подшипника могут скользить по этим галтелям, а не аккуратно вставляться между ними.

Другие ключи к выходу из строя подшипников

— На задней части подшипника будут видны блестящие участки из-за его трения взад и вперед. В некоторых случаях обесцвечивание можно увидеть там, где масло пробилось между двумя поверхностями и сгорело.

— Перегрузка может быть вызвана ошибкой оператора транспортного средства.Чрезмерный холостой ход может привести к образованию масляной пленки, которая не сможет выдержать необходимую нагрузку.

— Буксировка двигателя может деформировать картер и / или коленчатый вал, затрагивая шатун и / или коренные подшипники.

— Горячая штанга или чрезмерные нагрузки могут аналогичным образом повлиять на подшипники. Всегда следует соблюдать настройку двигателя и условия эксплуатации и выбирать подходящие материалы подшипников для конкретного применения.

У автомобиля с утечкой масла есть свои проблемы. Но некоторые владельцы транспортных средств, у которых есть легковые или грузовые автомобили, в которых нет утечек масла, находятся в еще более потенциально серьезной ситуации.По крайней мере, утечка дает вам знать, что ему время от времени нужно добавлять масло, при этом свежее масло поддерживает его уровни.

Двигатель, который кажется герметичным, можно не заметить, но по прошествии определенного времени масло начинает разлагаться. Кислоты в масле разрушают поверхность подшипника.

Правильный выбор подшипников будет иметь большое значение для создания успешного двигателя. А проверка зазоров подшипников в сборе, чтобы убедиться, что подшипники не слишком затянуты или не слишком ослаблены, всегда должна выполняться в качестве окончательной проверки, чтобы убедиться, что масляные зазоры находятся в пределах желаемого диапазона для двигателя.

Рис. 10: Когда происходит чрезмерное сжатие, дополнительная сжимающая сила заставляет подшипник выпирать внутрь на линиях разъема, вызывая боковой защемление.

Внимание к процессам обработки и выбора материала на передней части должно помочь снизить вероятность выхода подшипников из строя в будущем. Но если произойдет таинственная неисправность подшипника, вы легко сможете найти причину.

Наука, лежащая в основе современных подшипников двигателя

Они выглядят достаточно просто. Это просто полукруги из тонкого металла, обычно с полуматовой отделкой. В настоящее время на некоторых даже нанесено покрытие. На самом деле эти простые на вид подшипники двигателя являются результатом сложных научных исследований и производственных процессов. Понимание функции, истории и способов оптимизации работы и надежности этих подшипников является обязательным условием для любого серьезного разработчика программы двигателя.

Майкл Феррара // Изображения предоставлены ACL Distribution, MAHLE Clevite и King Race Bearings

ДСПОРТ Выпуск № 150

---

Каковы ваши функции?

Тонкостенные разъемные радиальные подшипники скольжения, или то, что мы называем «стержневыми» и «коренными подшипниками», выполняют в двигателе три важные функции.Прежде всего, эти подшипники обеспечивают заменяемую поверхность износа. Если бы двигатель был спроектирован для работы без этих подшипников, блок цилиндров, коленчатый вал и шатуны испытали бы износ. Коренные шейки блока, коренные и шатунные штифты коленчатого вала, а также шейка шатуна шатуна будут не только изнашиваться, но и иметь большую вероятность заедания (заедание всегда более вероятно, когда одинаковые металлы соприкасаются друг с другом ). Ремонт двигателя без коренного и стержневого подшипников просто невозможен.Помимо обеспечения заменяемой поверхности износа, стержень и основные подшипники также обеспечивают оптимальную поверхность для масла под давлением, позволяющего выдерживать нагрузки вращающегося узла. Когда в двигателе течет масло, именно масляная пленка между штифтами и подшипниками фактически выдерживает нагрузку. Поверхность подшипника должна быть достаточно прочной, чтобы сохранять правильную геометрию и выдерживать усталость (растрескивание или отслаивание). Наконец, подшипники также должны иметь возможность захватывать твердые частицы, которые в противном случае повредили бы шток или основные штифты коленчатого вала.Для этого необходимо, чтобы поверхность подшипника была достаточно мягкой, чтобы более твердые частицы могли оставаться на своих местах.

История подшипников двигателя

В 1839 году Исаак Бэббит из Массачусетса разработал уникальный металлический сплав, обладающий высокой устойчивостью к истиранию (заедание и растяжение двух металлических поверхностей, контактирующих друг с другом). Его баббитовый материал стал основным материалом для подшипников скольжения, используемых в различных сферах. Материал обладал отличной податливостью (способность обходить ограничения производственного оборудования той эпохи) и отличной способностью к заливке (способность отгораживать более твердые частицы на поверхности подшипника, а не повредить штифт).[pullquote] ЧЕМ ТОНЧЕ СЛОЙ МЯГКОГО МАТЕРИАЛА БЭББИТТА, ТЕМ ДЛИННЕЕ БУДЕТ ИЗНОСИТЬСЯ. [/ pullquote] У суперсплава действительно была слабость. «Мягкий» материал изнашивается. Фактически, ранние штанги и главные крышки должны были быть оснащены прокладками, которые удалялись, чтобы уменьшить зазор. Это было время, когда в двигателе тоже не хватало масляных фильтров. Со временем выяснилось, что чем тоньше слой мягкого баббитового материала, тем дольше он изнашивается. Реализация привела к разработке подшипников с промежуточным слоем между стальным несущим вкладышем и тонким верхним слоем баббита.

Все коренные и стержневые подшипники имеют стальную основу. Промежуточный слой медь / свинец либо отливают, либо спекают на стальном слое. Перед слоем баббита часто бывает пограничный слой никеля (не показан). Большинство подшипников на этом останавливаются, но некоторые даже добавляют сверху слой молибденового / графитового покрытия.

Уровни производительности

Все подшипники современных двигателей имеют многослойную конструкцию. Каждый слой различается по составу и толщине для достижения желаемых результатов.Стальной поддерживающий слой обеспечивает плотную посадку с натягом на шейку и помогает определить форму подшипника. На подшипнике, имеющем общую толщину 1,5 мм, стальная основа обычно составляет около 0,70–0,75 мм (45–50% от общей толщины). Промежуточный слой по толщине аналогичен стальной оболочке. Фактически, этот слой обычно заливается (иногда спекается в более дешевых подшипниках) на стальной корпус. При поставке изготовителю подшипника непрерывный рулон этого материала основы и промежуточного материала будет использоваться для изготовления подшипника.Рулон будет нарезан на полоски, которые штампуются в формы для придания нужной формы. Примерно после семи или восьми операций механической обработки подшипник с соответствующими размерами будет готов для гальванических операций, на которые будут нанесены барьерный и верхний (баббитовый) слои. Барьерный слой из никелевого сплава предотвращает диффузию свинца из верхнего слоя в промежуточный слой, обеспечивая покрытие (баббит) предсказуемого состава. Почти все подшипники содержат этот барьерный слой, за исключением стержневых подшипников Vandervell / Clevite серии V.В этих подшипниках используется уникальная свинцово-индийская накладка (большинство накладок — это свинец, олово и медь), на которую не влияет диффузия свинца между промежуточным слоем и накладкой.

Подшипник двигателя

— функционирование, признаки неисправности, причины и профилактика

Подшипник двигателя — функции, признаки неисправности, причины и профилактика

Подшипник двигателя небольшой и относительно; недорогой компонент двигателей внутреннего сгорания.

Однако выход из строя подшипника двигателя обычно приводит к: серьезный ремонт двигателя.

Чаще всего, включая его разборку; переточка коленвала и замена подшипника двигателя.

Пока идет постоянный поток чистого масла; подшипник двигателя обычно служит долго. Но, если масло грязное или если подача отключена; вот тогда и начинаются проблемы. Вот почему смазка подшипников так важна. Со второго поворота двигатель, пока он не заглохнет. Также выявление первопричины выхода из строя подшипника; имеет решающее значение для предотвращения повторного сбоя.

Иногда сбои являются результатом простых ошибок установки.

Как работают подшипники двигателя Масляная пленка подшипника двигателя Иллюстрация

Хотя на первый взгляд подшипник двигателя не так уж и много; это настоящее чудо инженерной мысли. Для всех подшипников двигателя используется масляная пленка для разделения валов и поверхностей подшипников:

• В состоянии покоя вал и подшипник всегда в контакте.
• При запуске вал на короткое время касается подшипника.
• Ходовая , вал вытягивает масло из зазора; в клиновидную область между валом и подшипником.

Этот масляный клин поднимает вал с опорной поверхности и поддерживает его во время работы двигателя. Следовательно, при нормальных условиях эксплуатации и постоянной подаче чистого масла; вал и опорные поверхности останутся разделенными.

Свойства, необходимые для материалов подшипников двигателя:

• Усталостная прочность (грузоподъемность)
• Сопротивление схватыванию (совместимость)
• Износостойкость
• Соответствие
• Встраиваемость
• Коррозионная стойкость
• Сопротивление кавитации

Общие подшипники двигателя, используемые в двигателях:

Коренные подшипники

Большинство двигателей имеют как минимум два коренных подшипника.По одному на каждом конце коленчатого вала. Коренные подшипники поддерживают коленчатый вал в блоке цилиндров. Коренной подшипник состоит из двух частей. Верхний и нижний. Верхняя часть коренного подшипника обычно имеет масляную канавку на внутренней поверхности.

Нижняя часть коренного подшипника имеет отверстие для прохождения масла; к подающим отверстиям в коленчатом валу. Наконец, некоторые коренные подшипники могут иметь упорные элементы; поддерживая осевые нагрузки и предотвращая перемещения по оси коленчатого вала.

Подшипники шатуна

Подшипники шатуна установлены на Большом конце шатуна.Подшипник состоит из двух частей (обычно взаимозаменяемых). Подшипники шатуна обеспечивают вращательное движение шейки кривошипа; внутри шатуна.

Втулки шатуна

Малые концевые втулки обеспечивают относительное движение поршня. Относительно шатуна, соединенного с поршнем.

Подшипники распредвала

Подшипники распределительного вала поддерживают распределительный вал в двигателе и позволяют ему вращаться.

---

Итак, правильный выбор подшипников будет иметь большое значение для успешного восстановления двигателя.Кроме того, рекомендуется проверить свои старые подшипники; перед началом любой новой перестройки или ремонта. Потому что они рассказывают историю и помогают найти исходную проблему.

Изношенные подшипники двигателя

Итак, определение первопричины выхода подшипника из строя; имеет решающее значение для предотвращения повторения сбоя. Простая замена подшипников не устранит следующие факторы: привело к провалу. Важно отметить, что во многих случаях происходит преждевременный выход подшипников из строя; происходит из-за сочетания причин.Одна из частых причин — неправильный зазор подшипника. Так что, если не найти первопричину, отказ подшипника может повториться.

Признаки неисправности — причины и профилактика

Потому что производители подшипников проделывают огромную работу по их производству; у них всегда будет самая лучшая информация. Мы позволим им говорить за себя. Поскольку у их инженеров есть вся необходимая информация. Итак, вот список наиболее распространенных, которые мы нашли.

Следующие примечания и иллюстрации помогут вам в диагностике и причинах неисправности подшипников:

---

Clevite — Подшипники двигателя

Clevite 77 — отказ подшипника

King — Подшипники двигателя

Mahle — Подшипники двигателя

---

Отказ подшипника двигателя также может произойти в результате неправильной обработки или небрежной сборки.

Коленчатый вал

Иногда отказы являются результатом простых ошибок установки:

• Если есть половина подшипника без масляного отверстия; неправильно поставлен в положение, где необходимо отверстие.
• Когда шатун или крышка коренного подшипника; установлен в неправильном положении.
• Если подшипник установлен ненадежно; смазка будет недостаточной и приведет к поломке.

Другие причины выхода из строя подшипников двигателя:

• Чрезмерный холостой ход может привести к образованию масляной пленки; которые не могут выдержать необходимую нагрузку.
• Буксировка двигателя может деформировать картер и / или коленчатый вал; влияющие на шатун и / или коренные подшипники.
• Чрезмерные нагрузки также могут повлиять на подшипники.

Заключение

Итак, подшипники старого двигателя могут многое рассказать о вашем двигателе. А также условия, которые могли способствовать их провалу. Все подшипники будут иметь некоторый износ. Но при более внимательном рассмотрении могут быть обнаружены некоторые царапины, протирание, грязь или; другой мусор, застрявший в поверхности подшипников.

Наконец, воспользуйтесь ссылками выше, чтобы сравнить ваши старые подшипники с теми, что изображены на фотографиях. Следовательно, эта информация может помочь вам понять, почему оригинальные подшипники вышли из строя. В результате вы экономите время и деньги.

Поделитесь новостями Danny’s Engineportal.com

Повреждение подшипников двигателя из-за воздействия частиц · Technipedia · Motorservice

Когда инородные частицы попадают в смазочный зазор между подшипником и шейкой вала, существует большой риск повреждения подшипника.Из-за очень малой толщины смазочной пленки даже мелкие частицы могут нарушить работу и вызвать полусухое трение. Они могут застрять в скользящем слое и, следовательно, стать «безвредными». Края, созданные в процессе, сглаживаются при контакте с валом. Частицы, размер которых превышает толщину скользящего слоя, не могут быть полностью погружены. Выступающая часть вызывает износ шейки вала в виде канавок. Сильно выраженные канавки сокращают ожидаемый срок службы и могут способствовать заклиниванию подшипников.Даже во время производства или ремонта двигателя частицы могут попасть в блок двигателя и застрять. Это может иметь место, например, при очистке блока цилиндров песком или стеклом. Однако частицы грязи также могут «возникать» во время работы (например, сажа или углерод) или попадать внутрь.

Неправильное обслуживание системы смазки или экстремальные внешние воздействия также способствуют попаданию грязи в смазочный контур. Поврежденные соседние подшипники или другие поврежденные компоненты двигателя могут также привести к попаданию частиц в масляный контур.Как правило, опасность повреждения из-за воздействия частиц в коренном подшипнике выше, чем в шатунном подшипнике. В шатунные подшипники подается масло
из коренных подшипников через отверстия в коленчатом валу, что означает, что масло сначала проходит через коренные подшипники (см. Рис.). Более крупные частицы попадают в коренной подшипник и поэтому обычно не достигают шатунного подшипника.

Чтобы понять, откуда пришли частицы, может быть полезно проанализировать подшипник и взять образец масла.

Возможные причины

• Крепление не было чистым: из-за небрежности или ненадлежащей очистки компонентов двигателя во время монтажа в блок двигателя может попасть грязь блок двигателя, который затем отключается во время работы — часто это также отложения от навесного оборудования, такого как масляный радиатор, которые не были должным образом очищены во время ремонта двигателя
• Повреждение уплотнений в области двигателя: если уплотнение чрезмерно нагруженный или поврежденный во время установки, он больше не выполняет свою функцию, и частицы могут попасть в систему
• Отсутствие обслуживания системы смазки: превышение интервалов проверки или засорение масляных фильтров может привести к увеличению загрязнения масла
• Кавитация: частицы отламываются от материала подшипника и уносятся маслом — в зависимости от размера se может вызвать задиры или мелкое застревание в подшипнике или соседнем подшипнике
• Задиры: заедание деталей двигателя (поршни, вкладыши подшипников) приводит к попаданию большого количества частиц в контур смазки, что, в свою очередь, может вызвать повреждение других компонентов
• Усталостное повреждение : если материал откололся от компонентов двигателя, этот отколовшийся материал может быть перенесен маслом в подшипники и может привести к их повреждению.Однако это зависит от степени повреждения. Если, например, имеется множество крупных вмятин от частиц с начальными отметками полусухого трения из-за скопления материала, рекомендуется заменить подшипник. Вмятины из мелких частиц не ухудшают работу подшипника. В обоих случаях в любом случае следует выяснить причину:
  • Очистка всех компонентов перед установкой: важно промыть все масляные отверстия на валу и корпусе перед первым запуском.Также важно очистить посадочные места подшипников, чтобы удалить мелкую стружку и частицы от производства и / или ремонта — масляные каналы навесного оборудования, такого как масляный радиатор и турбокомпрессор, также должны быть тщательно очищены
  • Проверить работоспособность уплотнений
  • Всегда заменяйте масляный фильтр и масло в соответствии с указаниями производителя: убедитесь, что соблюдаются интервалы проверок и используются только масло и масляные фильтры, соответствующие стандартам
  • Фильтрация всасываемого воздуха: регулярно обслуживайте фильтры; при необходимости замените
  • Проверьте другие компоненты двигателя на наличие повреждений, таких как кавитация, усталость или заедание — повреждение подшипников двигателя из-за влияния частиц часто является косвенным повреждением
  • Если влияние частиц не может быть установлено, анализ поврежденных вкладышей подшипников и образец масла может дать представление: если частицы все еще находятся в подшипнике или присутствуют в масле, их химический состав может быть определен — если это материал из коленчатого вала, например, более точная проверка на наличие повреждений может проводится здесь

  Что такое узкий подшипник?

  Производство двигателя — это все о деталях, и выбор правильного набора подшипников двигателя, подходящего к вашему коленчатому валу, является важным! Внутри мы исследуем, что такое узкий подшипник и когда их следует использовать.

  Кажется, что каждый день в социальных сетях появляется новый пост об уличных двигателях, вырабатывающих четырехзначную мощность. Убийственная последняя модель Hemi с воздуходувкой легко развивает мощность более 1100 лошадиных сил, а Майк Моран построил полностью заготовленный двигатель с двойным турбонаддувом мощностью 5300 лошадиных сил. Показатели мощности продолжают расти, и все же гораздо меньше внимания уделяется тому, что требуется для коленчатых валов, поршней и шатунов, чтобы выдержать эти постоянно растущие и более простые, чем когда-либо, уровни мощности.

  Скругление — это радиус, образующийся при переходе от шатуна или главной шейки к вертикальной части коленчатого вала. Радиус увеличивает прочность коленчатого вала, но требует немного более узкого подшипника по сравнению с подшипниками серийного производства.

  Один маленький момент, о котором часто забывают, — это ширина шатунного подшипника. Это то, на чем мы остановимся в этой статье. Но сначала давайте взглянем на конструкцию коленчатого вала.

  Всем известно, что коленчатый вал из легированной стали 4340 значительно прочнее, чем у типичной чугунной версии.Эта легированная сталь обладает более высокой прочностью на разрыв, а также более ковкой, что означает, что кованая сталь способна слегка изгибаться при высоких нагрузках. Литые кривошипы имеют тенденцию быть хрупкими и растрескиваться при высоких нагрузках.

  Еще одна хитрость для повышения прочности — это простой метод, известный как радиус скругления. В типичном коленчатом валу V8 напряжение возникает в нескольких местах, но концентрируется в углах, созданных как в месте соединения шейки шатуна с щекой кривошипа, так и в том же месте на основных шейках.Один из способов минимизировать напряжение в острых углах — создать небольшой радиус. Литые коленчатые валы оригинальных производителей иногда подрезают этот угол для создания радиуса.

  Чтобы проиллюстрировать разницу между серийным подшипником и стержневым подшипником с более узкими рабочими характеристиками, мы измерили эти два подшипника Chevy Federal-Mogul с большим блоком. Трехметаллический подшипник с высокими эксплуатационными характеристиками на 0,020 дюйма уже, чем его алюминиевый собрат оригинального производителя.

  Кованые коленчатые валы добавляют материал в этой позиции.Затем после обработки шейки создается очень плавный радиус, улучшающий прочность. Однако этот процесс также уменьшает общую ширину журнала. Благодаря высокопроизводительному коленчатому валу эта уменьшенная ширина требует более узкого подшипника по сравнению с версией со стандартной заменой.

  В качестве обобщения стандартные заменяемые стержневые подшипники часто немного шире, чем их собратья с высокопроизводительными подшипниками. Рассматривать материалы подшипников выходит за рамки этой статьи — но в большинстве запасных подшипников используется алюминиевый сплав, в то время как в большинстве высокопроизводительных стержневых и коренных подшипников используется гораздо более мягкий и податливый трехметаллический материал, который изнашивается быстрее, но будет Не очищайте и не царапайте, как стандартные алюминиевые подшипники.

  В дополнение к суженным подшипникам, рабочие подшипники также используют фаску, которая совпадает с фаской на стержнях, где стержень встречается со сторонами кривошипа. Эта фаска создает дополнительный зазор. Эти фаски должны совпадать с шатунами, поэтому подшипники шатунов имеют штамповку сверху и снизу, чтобы обеспечить их правильное размещение. Будьте осторожны при выборе подшипников, так как не все имеют фаски.

  Чтобы проиллюстрировать этот момент, мы измерили ширину набора запасных алюминиевых шатунных подшипников Federal-Mogul для шатунных подшипников Chevy с большим блоком по сравнению с набором трехметаллических подшипников Federal-Mogul (Speed-Pro).Стандартные алюминиевые версии имели размер 0,885 дюйма, в то время как рабочие подшипники были на 0,020 дюйма уже на 0,865 дюйма. Использование более широких подшипников на высокопроизводительном коленчатом валу из кованой стали может привести к заеданию внешних кромок подшипника на большем радиусе галтеля коленчатого вала. Это может привести к немедленному отказу подшипника и, как минимум, к попаданию мусора подшипника в масло.

  Могут возникнуть опасения по поводу использования подшипника, который теперь стал на 0,020 дюйма более узким, с точки зрения нагрузки на подшипник, но небольшая разница в ширине действительно несущественна, поскольку разница в ширине представляет собой уменьшение ширины всего на два (2) процента в этом приложении с большим блоком.

  На этой фотографии показан зазор, созданный между краем суженного стержневого подшипника и радиусом галтеля. Это предотвращает контакт кромки с радиусом коленчатого вала.

  Суженные подшипники также поднимают вопрос о фаске подшипников штока. Большинство высокопроизводительных стержневых подшипников имеют фаску на одной стороне подшипника, чтобы приспособиться к большому радиусу на краю шейки. Поскольку внутренняя сторона подшипника избегает этого радиуса скругления, нет необходимости в снятии фаски с обеих сторон подшипника.Но как для верхнего, так и для нижнего подшипника это требует правильной ориентации подшипника. Поскольку подшипник расположен на выступе, подшипник со скошенной кромкой должен быть установлен либо как верхний, либо как нижний подшипник, поскольку фаска будет находиться на противоположной стороне нижней половины подшипника по сравнению с верхней половиной подшипника.

  Важно отметить, что существует два разных материала стержня и коренных подшипников. OEM и некоторые двигатели для умеренных уличных перевозок могут использовать подшипники из алюминиевого сплава (слева), но лучший вариант для любого двигателя с высокими рабочими характеристиками — это трехметаллический подшипник с очень мягким сплавом олова, меди и свинца.

  Для этого необходимо, чтобы на подшипниках штанги рабочих характеристик с этими фасками были отмечены «верхний» и «нижний». Некоторые производители подшипников сокращают это, используя буквы «U» и «L», нанесенные на задней стороне стержня. Если эти половины подшипника установлены неправильно, плоский край подшипника будет обращен к радиусу галтеля и вызовет немедленный износ подшипника в этом месте — часто стержень даже заедает после затяжки крышки. Даже не глядя на штамповку на подшипнике, внимательный производитель двигателя знает, как правильно установить подшипник, просто совместив фаску подшипника со скошенной стороной шатуна.

  Все это относится к категории важных деталей, которые требуются в процессе создания двигателя производительности. Соберите его правильно, и двигатель вознаградит строителя стабильной и надежной работой. Если упустить одну или две из этих деталей, надежность сразу же станет под вопросом.

  Выбор подходящих подшипников для вашего двигателя

  Когда дело доходит до двигателя в вашей машине, большинство парней думают, что подшипник — это подшипник, это подшипник. Однако, вопреки тому, что вы думаете, подшипники не имеют универсальной конфигурации.

  Хотя подшипники двигателя кажутся простыми компонентами двигателя, условия, которым должны выдерживать эти две половинки металлического круга, невероятны. Может показаться легкой задачей просто уменьшить трение и поддержать движущиеся части, но подшипник двигателя действительно является сложной частью двигателя, поэтому производители продолжают совершенствовать конструкцию подшипников и технологии.

  При выборе подшипников двигателя учитывается множество факторов.Итак, чтобы помочь вам сделать правильный выбор при выборе подшипников двигателя, мы уделим некоторое время рассмотрению таких тем, как конструкция подшипника, покрытия, зазоры и даже смешивание и согласование размеров.

  Выбор конструкции

  Чтобы узнать больше о выборе подшипников, мы связались с Роном Следжем из King Bearings и попросили его рассказать нам о конструкционных материалах подшипников и ограничениях каждой конструкции.

  «Существует два типа конструкции подшипников двигателя: биметаллическая и трехметаллическая, — сказал Следж.«Биметалл обычно изготавливается из алюминиевого сплава со стальной основой, а триметалл обычно состоит из слоев комбинации свинца, олова и меди — также на стальной основе».

  Интересно, как можно использовать металлический подшипник и не разрушить детали двигателя? Следж объяснил: «Подшипники должны быть одновременно твердыми и мягкими. Многослойный подход позволяет подшипникам быть прочными, но в то же время достаточно мягкими, чтобы быть устойчивыми к износу и заеданию, поскольку разные слои выполняют определенные функции.”

  Материалы, используемые в конструкции двигателя, — не единственная переменная, которую необходимо учитывать. Пиковая нагрузка на цилиндр, диапазон оборотов двигателя и рабочие температуры — все это вписывается в это уравнение.

  Когда смазка недостаточна, сухая пленка на полимерной основе помогает подшипнику и коленчатому валу выжить без повреждений. — Рон Следж, King Bearings

  Будет ли подшипник работать в среде, которая будет испытывать короткие всплески средних и высоких нагрузок, или он будет испытывать экстремальные нагрузки в течение более длительного времени? Будет ли двигатель эксплуатироваться в чистой или грязной среде? Ответ на этот последний вопрос определит количество характеристик встраиваемости и приспосабливаемости, которые должны быть встроены в подшипник для бесперебойной работы двигателя.

  Возьмем, к примеру, двигатель, который будет использоваться для дрэг-рейсинга. Это условие подразумевает работу в среде с меньшим количеством переносимых по воздуху загрязнений, чем при движении автомобиля по грунтовой дороге. Двигатель, движущийся по грунтовой дороге, должен использовать подшипники с большей степенью заделки, чтобы любая грязь, попадающая в моторное масло, проникла в материал подшипника и не повредила коленчатый вал.

  По словам Следжа, «для нормального уличного применения подойдет стандартный заменяющий подшипник, такой как King’s серий AM и SI.”

  Даже если вы установили зазоры подшипников в механической мастерской, лучше перепроверить все измерения, даже если используется простой Plastigage.

  Это означает, что однородность толщины стенки от одного вкладыша подшипника к другому очень близка, что также означает, что для достижения желаемого масляного зазора требуется меньшее количество вкладышей подшипника.

  При создании гоночного двигателя, обеспечивающего более высокую мощность и крутящий момент, требуется другой подшипник, чтобы выдерживать повышенную нагрузку. Подшипники должны быть изготовлены из более прочных материалов, чтобы выдерживать дополнительные удары без усталости.King предлагает два подшипника для гонок: серии HP и XP.

  Основные характеристики, которыми должны обладать подшипники двигателя:

  Допустимая нагрузка (усталостная прочность) — это максимальное значение циклического напряжения, которое подшипник может выдержать без образования усталостных трещин после бесконечного числа циклов.

  Износостойкость — это способность материала подшипника сохранять стабильность размеров (масляный зазор) в условиях смешанного режима смазки и при наличии инородных частиц, циркулирующих со смазкой.

  Совместимость (сопротивление заклиниванию) — это способность материала подшипника сопротивляться физическому соединению с материалом шейки при их непосредственном контакте.

  Соответствие требованиям — это способность материала подшипника компенсировать геометрические несовершенства шейки, корпуса или самого подшипника.

  Встраиваемость — это способность материала подшипника поглощать мелкие инородные частицы, циркулирующие в смазочном масле.

  Коррозионная стойкость — это способность материалов подшипников противостоять химическому воздействию смазочных материалов.

  Сопротивление кавитации — это способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, вызванные схлопыванием кавитационных пузырьков, которые образуются в результате резких и локализованных падений давления в текущей смазке.

  Нанесение покрытия

  Хотя технология, лежащая в основе конструкции подшипников, не сильно изменилась за последние несколько десятилетий, производственные процессы и фактические используемые материалы продолжают улучшать подшипники двигателя и их характеристики.Развитие, которое затронуло подшипниковые конструкции в последнее десятилетие, касается покрытий, используемых на подшипниках. Производители двигателей практически однозначно клянутся положительными результатами, которые они получают при использовании подшипников с покрытием.

  Следж соглашается: «Когда смазка недостаточна, сухая пленка на полимерной основе помогает подшипнику и коленчатому валу выжить без повреждений». Такие улучшения, как покрытия, являются постоянной частью конструкции подшипников, и в большинстве случаев они производятся производителями автомобилей.Фактически, многие из покрытий, на которые производители подшипников смотрят прямо сейчас, предназначены для решения конкретных проблем, которые еще даже не возникли, поскольку конструкция двигателя меняется и улучшается. Покрытия подшипников также могут помочь производителям отказаться от использования масел с очень низкой вязкостью. Поскольку устранение трения напрямую связано с наращиванием мощности, в двигателях используются все более жидкие масла, а более тонкая масляная пленка между подшипником и рабочей поверхностью означает, что покрытия необходимы.”

  С четкими промежутками

  Когда дело доходит до поддержания вашей вращающейся массы (коленчатого вала и шатунов) и самого блока, количество открытого пространства между коренной шейкой и шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами подшипников имеет решающее значение. Это пространство заполняется маслом при работающем двигателе и называется зазором подшипника. Это масло заполняет этот намеренный зазор и обеспечивает амортизацию между фактической шейкой и подшипником. Когда все в двигателе работает должным образом, масло разделяет сталь шейки коленчатого вала и материал подшипников, поэтому они никогда не соприкасаются друг с другом.

  Но, если зазоры подшипников неправильные, у вас возникнут проблемы с двигателем, такие как поддержание температуры масла под контролем или низкое давление масла, а также отказ двигателя. Следж соглашается: «Одна из главных вещей, о которых следует беспокоиться при установке подшипников двигателя, — это обеспечение необходимого количества масляного зазора для конкретного применения. Подшипники должны работать на очень тонкой масляной пленке, чтобы выжить.

  Тонкий слой масла — это все, что отделяет шейку коленчатого вала от подшипников шатуна и блока цилиндров.

  Без полной масляной подушки даже при пиковой нагрузке произойдет контакт металла с металлом, что приведет к выходу подшипника из строя. Масляный зазор должен соответствовать вязкости масла ». Это означает, что при установке подшипника двигателя с малым зазором двигатель должен работать с маловязким маслом, чтобы образовалась надлежащая масляная пленка. В двигателях с большими зазорами в подшипниках по той же причине необходимо использовать масло с более высокой вязкостью.

  Следж продолжил свое объяснение: «Более узкие зазоры обычно приводят к более высоким температурам масла, потому что молекулы масла вызывают большее трение.Но двигатель работает более плавно из-за меньшей вибрации и пиковой нагрузки. С другой стороны, большие зазоры обеспечивают больший поток масла через подшипники для лучшего охлаждения масла. Однако пиковая нагрузка на подшипники выше. Правильный размер клиренса — это тонкий баланс, зависящий от области применения. Если в двигателе много прогибов коленчатого вала и мусора, то лучше иметь больший зазор. Если двигатель остается чистым внутри и имеет хорошую систему охлаждения, то более узкие зазоры подойдут.”

  Регулировка зазора подшипника проста, поскольку большинство производителей подшипников изготавливают подшипники стандартных, увеличенных и меньших размеров. Например, вы действительно можете регулировать зазор с шагом в 0,0005 дюйма. Для этого вы должны использовать половину вкладыша подшипника с перекрытием или снизу и половину вкладыша стандартного подшипника. Однако эта практика может оказаться дорогостоящей, так как вам нужно будет купить два набора подшипников, чтобы смешивать и сочетать их.

  Зазоры в подшипниках можно регулировать с помощью двух половин вкладышей подшипников разной толщины.Только помните, что никогда не смешивайте две половинки, размер которых составляет 0,002 дюйма или более.

  Помните, что при смешивании размеров подшипников всегда нужно, чтобы размеры половин подшипника были одинаковыми. Если вы используете половину переходного подшипника и половину стандартного подшипника, крайне важно, чтобы все половинки одинаковых размеров располагались одинаково внутри отверстия в цапфе. «В одном корпусе можно использовать обечайки разной толщины для достижения желаемого масляного зазора», — говорит Следж.«Когда две оболочки одинаковой толщины создают слишком маленький или слишком большой общий зазор, то смешивание только одной половины другого размера для увеличения или уменьшения зазора является приемлемым. Но всегда устанавливайте более толстую оболочку в загруженную половину. В случае шатунов — верхняя сторона, а для сети — нижняя (сторона крышки). Наконец, никогда не смешивайте две половинки с разницей в толщине 0,002 дюйма или более ».

  Также важно понимать, что отверстия в корпусе шатуна и коренного подшипника должны быть правильно подготовлены и иметь размер, соответствующий внешнему диаметру подшипника.Вкладыши подшипников изготавливаются немного длиннее половины окружности, чтобы две половинки вкладыша при затяжке имели плотную посадку в корпусе. Корпуса коренных подшипников также должны быть идеально выровнены, чтобы предотвратить чрезмерный износ основных подшипников.

  Обработка с соблюдением допусков необходима для обеспечения надлежащего зазора подшипника во время окончательной сборки.

  Согласно Sledge, «отверстия в корпусе шатуна и коренного подшипника должны иметь шероховатость поверхности примерно от 60 до 90 микродюймов.Правильный размер отверстия в корпусе и крутящий момент фиксатора крышки обеспечат надлежащее раздавливание подшипника для максимального удержания ». Таким образом, неправильный размер отверстия подшипника и неправильный момент затяжки болтов крышки приведет к преждевременному выходу подшипника из строя. Как правило, слишком сильное раздавливание приведет к изгибу подшипника, вызывая масляное голодание, а слишком небольшое сжатие приведет к вибрации и перегреву подшипника.

  Конкуренция или улица

  Половины подшипника обычно приблизительно выступают из половины корпуса.От 001 до 0,002 дюйма на каждом конце.

  По какой-то причине, когда большинство людей восстанавливают двигатель, они чувствуют, что должны использовать подшипник соревновательного типа. Если вашему двигателю не будет поручено работать в ситуациях, отличных от того, как он был изначально спроектирован, вполне приемлемы стандартные подшипники оригинального типа. Следж соглашается: «Подшипники для соревнований или гоночных серий необходимы, когда нагрузка на подшипники двигателя больше, чем та, на которую рассчитывалась стандартная установка. Усталостная прочность материала подшипника должна быть увеличена в двигателях с высокими рабочими характеристиками, чтобы предотвратить выход из строя.«Вот почему также необходимо учитывать планируемую мощность двигателя и подбирать подшипник с учетом правильного материала.

  При выборе масла для двигателя необходимо также учитывать температуру окружающей среды, при которой двигатель будет работать.

  Выбор масла правильной вязкости, необходимого для вашего двигателя, обычно зависит от желаемого давления масла, масляных зазоров и рабочих температур двигателя. Хотя большинство мультивязкостных гоночных масел вполне способны обеспечить адекватную защиту и содержат присадки, снижающие трение, при выборе необходимо учитывать такие важные факторы, как использование синтетического или минерального масла, вязкость масла и базовую конструкцию системы смазки. выбор подшипника.По словам Следжа, «выбор масла больше связан с масляными зазорами и областью применения, а не с конструкцией и материалами подшипников. Выбор масла для высокопроизводительного двигателя должен включать хорошее мультивязкое гоночное масло с фрикционными маслами. Вязкость масла должна соответствовать масляному зазору ». Чтобы узнать больше о маслах, ознакомьтесь с этой статьей, в которой сравниваются гоночные масла с уличными маслами.

  Правильная установка

  После того, как вы выбрали подшипники, при их установке есть определенные аспекты, на которые вы захотите обратить особое внимание.Всегда все должно оставаться безупречно чистым. При фактической установке подшипников в двигатель их следует установить в опорах подшипников в сухом состоянии, а затем смазать перед установкой коленчатого вала. Наконец, все резьбы болтов необходимо очистить с помощью приспособления для нарезки резьбы и слегка смазать во время сборки, а двигатель необходимо смазать (загрунтовать) перед его запуском.

  Чистая окружающая среда является обязательной при сборке двигателя.

  Надеюсь, это руководство по выбору подходящего подшипника для вашего двигателя помогло, и теперь вы можете восстановить свою мельницу, зная, что выбранные вами подшипники идеально подходят для вашего применения.Помните, что подшипники в вашем двигателе — это очень хрупкая, но прочная часть всей сборки, и использование правильных подшипников определенно поможет вашему двигателю прожить долгую и безотказную жизнь.

  Подшипники двигателя

  — FAI Auto

  Подшипники двигателя являются одной из наиболее важных частей двигателя и требуют максимальной точности во время производства. Высококачественные подшипники двигателя могут продлить срок службы двигателя. Помня об этом, FAI разработала линейку подшипников для двигателей.Проверка качества сырья и выборочные испытания в процессе производства гарантируют, что готовый продукт, который мы помещаем в наши коробки, идеально подходит.

  Обладая более чем 30-летним опытом ремонта двигателей, FAI предлагает широкий выбор деталей для верхнего и нижнего ремонта двигателей. В 2018 году представлена ​​линейка подшипников для двигателей FAI, которая дополняет наше предложение поршневых и кольцевых уплотнений с охватом 98%. Ассортимент включает более 460 номеров деталей, которые внесены в каталог не менее чем для 25 000 приложений или 3000 индивидуальных кодов двигателей.Все наши подшипники двигателей упакованы в двигательные агрегаты, поэтому клиентам достаточно заказать только одну коробку для ремонта.

  Стремясь упростить идентификацию продуктов, FAI выбрала префиксы номеров деталей, которые отражают тип продукта;

  • BB = Комплект подшипников большого конца
  • BM = Комплект коренных подшипников
  • BT = Комплект упорных шайб
  • BC = Комплект подшипников распределительного вала
  • BS = Комплект подшипников малого конца

  Производство подшипников:

  Наши подшипники двигателя производятся с соблюдением строгих допусков, чтобы обеспечить надежную и длительную посадку.

  Системы обработки с допуском

  микрон и прецизионные измерительные системы обеспечивают высочайший уровень точности, чтобы постоянно поддерживать такие ключевые характеристики, как толщина стенок, характеристики раздавливания и смазки.

  Расположение в двигателе:

  Подшипники можно найти в различных местах двигателя:

  Блок цилиндров / нижний конец

  1. Главный подшипник — Расположен на коренных шейках коленчатого вала.
  2. Большой подшипник — расположен на «большом конце» шатуна, где он соединяется с коленчатым валом.
  3. Фланцевый подшипник / упорная шайба — расположена на конце или посередине коленчатого вала
  4. Подшипник малого конца — расположен на «малом конце» шатуна, где он соединяется с поршневым поршневым пальцем

  Головка цилиндра / верхняя часть

  1. Втулка / подшипник распределительного вала — Расположена на шейках распределительного вала (не для всех распределительных валов требуются подшипники)

  Подшипниковые материалы / конструкция:

  Использование нескольких слоев материалов уникального качества.

  В зависимости от области применения химический материал может сильно отличаться.

  Двигатели с более высокой нагрузкой требуют большей доли материалов верхнего слоя и меньшей доли материалов базового слоя.

  Механизмы

  со средней-низкой нагрузкой требуют большей доли базового слоя, при меньших требованиях к сложным слоям наложения.

  • База
    • Опоры вкладышей подшипников и накладок
    • Образует внешнюю оболочку для установки оболочки на место
    • В основном из высокопрочной стали
    • Типичная толщина составляет оставшуюся толщину (90% ->)
  • Футеровка
    • Слой усталостной прочности
    • Может быть комбинацией олова, меди или силикона
    • Типичная толщина 0.012 ″ / 0,3 мм
  • Барьер
    • Разделительный слой между подкладкой и накладками
    • Обычно уникальный материал для максимальной защиты между подкладкой и накладками
    • В основном из никеля
    • Типичная толщина 0,00004 ″ / 0,001 мм
  • Накладка
    • Противозадирный, износостойкий слой.