Шатунные и коренные вкладыши — это подшипники скольжения, смазываемые маслом, обеспечивающие плавное движение нагруженных деталей без зазоров и люфтов.
Они изготавливаются из прочного стального листа специальной формы с антифрикционным покрытием.
Проворот вкладышей шатуна или коленвала — серьезная неисправность, вызывающая металлический стук и требующая немедленного внимания.
Игнорирование этого симптома может привести к полной поломке двигателя.
Каковы причины проворота вкладышей?
Вкладыши устанавливаются в гнезда внутри двигателя, называемые постелью.
Они имеют отверстия для подачи моторного масла, которые должны точно совпадать с каналами в корпусе двигателя для полноценной смазки.
Надежная фиксация вкладышей критически важна из-за значительного трения в процессе работы двигателя.
Для уменьшения трения в производстве вкладышей используются антифрикционные материалы с низким коэффициентом трения, что снижает износ и повышает надежность работы двигателя.
Почему проворачиваются вкладыши?
Вкладыши покрыты антифрикционным слоем, позволяющим работать в условиях скольжения.
При вращении коленчатого вала внутри вкладыша возникает сила трения, которая может их сместить.
Для предотвращения этого вкладыши оснащены фиксирующими элементами — усиками и устанавливаются с заданным натягом, рассчитанным инженерами на этапе проектирования мотора.
Таким образом, вкладыш проворачивается, если натяг был недостаточным или трение между поверхностями превысило допустимый уровень.
Слабый натяг в заводской сборке почти не встречается.
Проблемы возникают после ремонта двигателя из-за неправильного подбора вкладышей, нарушения размеров или ошибок при установке.
Неравномерные нагрузки вызывают вибрацию вкладышей, разрушая масляную пленку и приводя к задирам.
В таких условиях вкладыш может провернуться, особенно если фиксирующий усик не выдерживает крутящего момента.
Нарушение работы подшипников скольжения — еще один фактор риска.
В исправной системе смазки между вкладышем и коленвалом образуется тонкий слой моторного масла, предотвращающий прямой контакт деталей,
уменьшающий их износ и обеспечивающий охлаждение.
При разрушении масляной пленки, например, из-за перегрева, загрязнения масла или его нехватки, возрастает сухое трение, что может привести к провороту вкладыша.
Как масляная пленка и трение влияют на проворачивание вкладышей?
Когда масляная пленка между поверхностями истончается или исчезает, трение усиливается.
Это приводит к росту момента, который может вызвать проворот вкладыша.
Другими словами, чем больше трение, тем выше риск проворота вкладышей коленчатого вала при увеличении нагрузок.
Из-за сильной нагрузки на узел «вкладыш–коленвал», масляный слой истончается или разрушается.
Это вызывает сухое трение и локальный перегрев.
Из-за повышения температуры масло теряет стабильность: его вязкость уменьшается, а толщина слоя сокращается.
В таких условиях вкладыш может «прихватить» к шейке коленвала.
Важно помнить о влиянии скорости относительного движения сопряженных деталей.
При высоких оборотах коленвала возникает гидродинамическое трение, и масло лучше проникает в зазор, создавая масляный клин.
Однако с ростом скорости увеличивается и трение, что приводит к дополнительному нагреву масла.
Повышение температуры снижает его вязкость, масляная пленка становится тоньше, и защита от сухого трения ухудшается.
Точность обработки поверхностей и их шероховатость так же играют важную роль.
Если вкладыш или шейка коленвала имеют неровности, это может разрушить защитную пленку и привести к граничному или сухому трению в микрозонах.
Загрязнение масла тоже негативно сказывается, так как твердые частицы повреждают поверхность, вызывают перегрев и разрушают смазочный слой.
Для чего необходима обкатка двигателя и какое влияние оказывает масло на работу вкладышей?
После сборки нового двигателя или капитального ремонта необходимо провести обкатку.
Это включает щадящий режим эксплуатации и частую замену масла.
Цель обкатки — дать деталям притереться, устранить микродефекты и обеспечить стабильное образование масляной пленки на рабочих поверхностях.
Вязкость моторного масла также оказывает дополнительное влияние.
Более вязкая смазка образует толстую масляную пленку, что защищает трущиеся детали.
Однако вязкое масло хуже проникает в узкие зазоры, особенно при холодном пуске или низком давлении.
Это может привести к снижению эффективности смазки, разрыву пленки и переходу к сухому трению, несмотря на ее изначальную толщину.
Определить лучшее масло для предотвращения проворачивания вкладышей только по вязкости сложно. Важны и другие параметры:
- Смазывающая способность — масло должно надежно прилипать к металлическим поверхностям.
- Стабильность масляной пленки — сохранять целостность при высоких температурах и нагрузке.
При выборе масла важно учитывать не только вязкость, но и условия эксплуатации, состояние двигателя, температуру и требования производителя.
Проворот вкладышей: последствия
Важно помнить, что если обнаружить проворот шатунных вкладышей на ранней стадии, это обычно приводит к менее серьезным повреждениям, чем проворот коренных вкладышей коленвала.
Тем не менее, если проблема выявится поздно, это может сильно повредить двигатель и даже потребовать дорогостоящего капитального ремонта.
Водители иногда ограничиваются заменой провернувшегося шатунного вкладыша, продолжая эксплуатацию двигателя.
Однако такой метод не лучший. После ремонта срок службы пары «шейка коленвала – шатун» может сократиться на 60–70%.
Более надежным вариантом считается замена самого шатуна, особенно если был поврежден его замок.
Оптимальная стратегия восстановления коленвала — шлифовка и установка ремонтных вкладышей.
Если нужно, заменяют и шатуны. Когда вкладыш проворачивается, на шейке коленвала появляются задиры.
Их обязательно измеряют. Затем вал растачивают до нужного размера и ставят вкладыши, которые подходят к новой геометрии.
Это восстанавливает необходимый натяг и гарантирует надежную работу узла в дальнейшем.
Важно помнить
Стук в двигателе — тревожный сигнал, особенно при перегреве.
Высокая температура может повредить вкладыши, что приведет к заклиниванию двигателя.
В худшем случае выходу из строя коленчатого вала, блока цилиндров и постели вкладышей. Ремонт становится дорогим или невозможным.
Важно использовать качественное моторное масло и соблюдать регламент его замены.
Задержка с заменой масла или фильтра, загрязнения и снижение давления масла увеличивают риск проворачивания вкладышей.
В холодную погоду бензиновые моторы нужно прогревать на холостом ходу, дизельные — в движении без резких нагрузок.
До достижения рабочей температуры детали уязвимы. После ремонта или покупки мотора обязательна обкатка для притирки деталей.
