Шкив коленвала, как и другие компоненты привода, относится к деталям, подлежащим профилактической замене в том случае, если он снабжен демпфером крутильных колебаний. И как всегда в подобных случаях, у клиента СТО возникает вопрос: зачем менять то, что еще работает. Поэтому необходимо уточнить роль демпфера шкива, чтобы развеять расхожие заблуждения.
На современных двигателях, особенно дизельных, часто используется шкив коленвала с демпфером (гасителем) крутильных колебаний. Неравномерность приложения к коленвалу усилия, передаваемого от поршней, при каждом такте рабочего хода вызывает деформацию коленчатого вала. Конечно, коленвал обладает определенной упругостью, позволяющей выдерживать эту неравномерность, однако в последнее время конструкция ДВС меняется в связи с растущими требованиями к их энергоэффективности.
В XXI веке конструкторам двигателей удалось добиться значительного повышения крутящего момента в нижнем диапазоне оборотов. Но вместе с этим растут и нагрузки на детали двигателя, притом что существует требование по снижению их массы. Все это усиливает крутильную деформацию коленвала, а также риск возникновения резонансных явлений. Поэтому и появился шкив коленвала с демпфером крутильных колебаний, выполняющий двоякую роль. Во-первых, он защищает от рывков поликлиновый ремень, а во-вторых, способствует гашению возникающих в коленвале резонансных колебаний.
Демпфер крутильных колебаний представляет собой шкив, состоящий из нескольких частей. Обычно это внутренняя часть, которая крепится к носку коленвала, и внешняя часть, представляющая собой собственно шкив и упругий элемент между ними. То есть конструкция шкива с гасителем колебаний напоминает сайлентблок с той разницей, что шкив гасит вращательные движения. Встречаются и более сложные конструкции – шкивы для автомобилей с системой «стоп-старт» или высокофорсированных дизельных двигателей.
Наиболее распространенный тип — одинарный шкив-демпфер, состоит из трех частей: 2 металлических (железо, сталь, алюминий) и резинового элемента, соединяющего эти 2 части. Именно этот тип широко используется на дизельных и бензиновых двигателях.
Шкив двигателя, работающего по технологии «стоп-старт», отличается более сложной конструкцией демпфирующего элемента, что позволяет ему выдерживать очень большое количество пусков двигателя на протяжении периода эксплуатации.
Двойной шкив-демпфер, устанавливаемый на многие дизельные двигатели, – технически самый сложный тип. Изготавливается из 7-8 металлических частей и 2 резиновых вставок.
Упругий элемент шкива-демпфера подвергается деформации столько раз, сколько происходит воспламенение смеси в цилиндрах двигателя – до десяти миллионов раз на тысячу километров пробега. Естественно, из-за значительных нагрузок демпфер шкива подвержен износу и, следовательно, нуждается в регулярной проверке и превентивной замене в случаях неудовлетворительного состояния.
Менталитет автовладельца и заменители шкива-демпфера
Проблема в том, что значение демпфера шкива зачастую недооценивается. Многие считают, что он защищает только ремень и навесное оборудование: генератор, компрессор кондиционера, насос гидроусилителя и водяную помпу. А поскольку в прежних моделях автомобилей все это прекрасно работало с обычными монолитными шкивами, современная конструкция ошибочно воспринимается как излишество.
Когда автовладельцу сообщают стоимость этой детали, она его неприятно удивляет. Подозревая автосервис в попытке слишком сильно нажиться за его счет, водитель обращается к Интернету или продавцу на авторынке и узнает, что «такую же деталь» можно приобрести в разы дешевле. Естественно, речь идет о шкиве, в котором демпфирующего элемента нет и в помине.
Те, кто продают или советуют на интернет-форумах менять предусмотренный автопроизводителем шкив с демпфером крутильных колебаний на обычный цельный, в качестве аргумента используют отсылки к прошлому. Автовладельцу рассказывают, что «спокон веку» не было в шкивах коленвала никаких демпферов и все отлично работало. Само собой, на том, что двигатель относительно нового автомобиля также разработан совсем недавно и в разы экономичнее своих предшественников, внимание не акцентируется. А ведь именно экономичность современных двигателей является тем достижением, за которое приходится платить использованием более высокотехнологичных комплектующих.
Правда, сознательность как автовладельцев, так и автомехаников в вопросах выбора запчастей постепенно повышается. Многие уже понимают, как важно для современных двигателей использование предусмотренных конструкцией компонентов. Поэтому бизнес «дешевых запчастей» пошел дальше в своей изобретательности и предложил рынку «вечный шкив-демпфер». Утверждается, что деталь, полностью выполняя свою функцию, не нуждается в замене. Такой себе «неразменный рубль»: раз получил – навсегда спокоен…
Любому мало-мальски технически грамотному клиенту должно быть понятно, что там, где есть работа, есть и износ. Однако критическое мышление очень легко отключается желанием сэкономить. Тем более, что эрзац-деталь выполнена таким образом, что по внешнему виду сильно напоминает настоящий шкив-демпфер. На вид отдельные металлические части являются на самом деле единым целым. Иллюзия создается благодаря резиновому кольцу, вставленному в паз сплошного металлического шкива.
Такой тип псевдо-демпфера никоим образом не соответствует требованиям автопроизводителя. Мало того, что данный шкив не поглощает вибрации, – он еще и отличается намного большим весом, поскольку содержит большее количество металла. Данное отличие от оригинальной детали ставит под угрозу целостность компонентов двигателя, в частности коленчатого вала, и может привести к ускоренному износу шеек и другим серьезным поломкам.
Специалисты компании NTN-SNR, выпускающей широкий перечень шкивов генератора с демпфером крутильных колебаний, рекомендуют производить замену только с использованием деталей, соответствующих оригинальной конструкции и стандартам качества OE-комплектации. Кроме того, при обслуживании автомобиля требует соблюдать ряд правил, связанных с заменой этого компонента.
Диагностика и нюансы замены шкива-демпфера
Замену демпфера крутильных колебаний целесообразно производить одновременно с заменой ремня и деталей привода на пробеге порядка 90-120 тыс. км. Однако уже после 60 тыс. пробега, чтобы убедиться в исправности шкива-демпфера, необходимо провести его визуальный осмотр на предмет выявления следующих признаков его износа или повреждения:
• трещины, деформация и другие повреждения резины;
• трещины на ступице или в области закручивания;
• разделение различных частей демпфера.
Наличие трещин на приводном ремне, который судя по пробегу после его установки еще должен быть в нормальном состоянии, также может свидетельствовать о неисправности шкива-демпфера.
К жалобам автовладельца, которые могут свидетельствовать о выходе из строя шкива-демпфера, могут относиться нарекания на необычные вибрации в салоне, свист приводного ремня, а также необычный шум или стук, частота которого изменяется вместе с оборотами двигателя.
При подозрении на неисправность шкива-демпфера, если отсутствуют явные внешние признаки поломки, можно воспользоваться методом динамической инспекции шкива. Этот метод, рекомендованный специалистами компании NTN-SNR, состоит в последовательном выполнении трех простых операций.
I. Когда двигатель выключен и остыл, нарисуйте полоску от края к центру демпфера.
II. Запустите двигатель и включите различное электрооборудование (кондиционер, усилитель руля, поворачивая рулевое колесо и т.д.).
III. Остановите двигатель. Проверьте метки на шкиве – они должны по-прежнему совпадать – это свидетельствует о том, что центральная часть шкива не проворачивается относительно наружной. В противном случае демпфер должен быть заменен, так как резиновые вставки больше не выполняют свою роль.
Еще один важный момент, который не стоит упускать из виду при замене шкива, – использование новых болтов. Во время первоначальной установки или замены демпфера болт закручивается с высоким крутящим моментом затяжки, а иногда с углом доворота в зависимости от требований автопроизводителя. В результате материал болта приближается к пределу упругой деформации – болт удлиняется. Поэтому болты необходимо менять, особенно в случае когда при монтаже применяется доворот. Использование старых болтов может привести к выходу из строя нового шкива с последующим повреждением ремня и других элементов привода и доп. оборудования.
NTN-SNR предлагает полный спектр комплектов демпферов с болтами и шайбами. 33 комплекта демпферов, во первых, позволяют осуществить ремонт в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, а во-вторых, сэкономить время специалиста по подбору запчастей, поскольку все необходимые детали идут под одним артикулом и в одной коробке.
Есть еще несколько простых рекомендаций в связи с заменой демпферов. Так, следует избегать контакта детали с маслом, кислотой или щелочью из-за риска повреждения резины. До установки запчасти должны храниться в специальной упаковке, защищенной от внешних повреждений и влаги. Используйте соответствующие инструменты: молоток, гаечный ключ, комплект специнструмента для демонтажа. Проверьте другие части системы (генератор, ролик натяжителя), всегда заменяйте ремень доп. оборудования и никогда не запускайте двигатель без приводного ремня допоборудования.
Если клиент возражает против замены шкива или высказывается в пользу детали, не соответствующей требованиям завода-изготовителя (шкива без демпфера или дешевой имитации шкива-демпфера), необходимо объяснить ему все возможные последствия такой «экономии». В данном случае от выполнения этой операции зависит не только доход автосервиса от выполненного ТО, а и отношение клиента к сервису впоследствии.
Как заблаговременно определить и заменить демпферный шкив коленвала?
Наиболее эффективным вариантом нейтрализации колебаний двигателя является применение демпфера крутильных колебаний (также называемого шкивом коленвала с демпфером). Они широко распространены в дизелях, но также встречаются и в мощных бензиновых двигателях. В результате установки вспомогательное оборудование в значительной мере освобождается от динамических нагрузок.
При использовании обычного цельнометаллического шкива коленвала вместо демпферного, вибрации передаются на вспомогательное оборудование, что приводит к их преждевременному выходу из строя. Кроме того, это даже может отразиться на работе двигателя и впоследствии обратиться в капитальный ремонт.
Диагностика
Срок службы шкива коленвала также зависит от стиля вождения и условий движения (например, от городских пробок или агрессивного вождения). Большинство колебаний двигателя происходит в нижнем диапазоне частот вращения коленвала. Существует риск повреждения от вибраций и повышения уровня шума, если шкив коленвала проверяется нерегулярно и не заменен по необходимости.
При диагностике следует обратить внимание на такие неисправности:
— Микротрещины на дорожке эластомера иили на эластичной муфте
Они возникают из-за естественного старения каучука и резинового состава, в результате чего он трескается.
— Трещины с тыльной стороны
Возникает вследствие нагруженных условий работы: увеличенный температурный режим, попадание посторонних предметов.
— Расслоение дорожки из эластомера или эластичной муфты.
Главной причиной в таком случае является отсутствие ухода и ТО двигателя. Самый распространенный случай возникновения таких проблем – утечка масла через сальник коленвала. Постепенно количество масла становится все большим, а токсический эффект от него проявляется все сильнее — резина деформируется, что приводит к выходу из строя шкива коленвала.