Неисправности коленчатого вала двигателя

Содержание
  1. Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы
  2. Что делать, если коленвал неисправен?
  3. Дефект коленчатого вала: причины и симптомы
  4. Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала
  5. Структура и функция коленчатого вала
  6. Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки
  7. Товар по теме:
  8. Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»
  9. Строение коленвала
  10. Датчики, сальники и другие детали
  11. Присадка Супротек Актив Плюс Бензин для бензинового двигателя
  12. Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля
  13. Возможные проблемы коленвала и их решение
  14. Задиры шатунных шеек кривошипа
  15. Срез шпонки кривошипа
  16. Износ отверстий фланца
  17. Течь из-под сальника
  18. Неисправность датчика коленвала
  19. Отзывы о присадке для каленвала
  20. Основные возможные неисправности коленчатых валов и способы
  21. Ремонт коленчатых валов. Неисправности и способы устранения.

Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Что делать, если коленвал неисправен?

Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Повреждение коленчатого вала встречается редко в современных автомобилях, но тем не менее все же происходит время от времени. Стоит ли в этом случае ремонтировать автомобиль (стоит ли игра свеч)? Какими затратами обернется ремонт коленвала? Отвечаем на наиболее важные вопросы.

Коленчатый вал – важный элемент двигателя внутреннего сгорания. Это та деталь, которая превращает кинетическую энергию, получаемую при сгорании топлива в двигателе, в механическую. Также коленвал служит связующим звеном между двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь распределяет крутящий момент на колеса. К сожалению, если коленвал выходит из строя из-за дефекта, дорогостоящего ремонта не избежать.

Дефект коленчатого вала: причины и симптомы

Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы

В современных машинах повреждение коленвала стало довольно-таки редким явлением. Обычно коленчатый вал может выйти из строя в основном по двум причинам: нехватка моторного масла и превышение нагрузки на двигатель. Последняя причина современным машинам не грозит, поскольку электроника контролирует все функции двигателя и отключает подачу топлива, когда двигатель начинает испытывать повышенную нагрузку. Особенно эта защита актуальна, когда стрелка на тахометре находится на красной отметке.

Получается, подобная защита является своеобразным электронным ограничением оборотов двигателя, точно так же как работает электронный ограничитель скорости, встроенный во все современные автомобили.

Но почему в современных автомобилях поломка коленвала – более редкое явление, чем в старых машинах? Все дело в том, что во многих современных машинах двигатели оснащены турбиной, которая быстрее выйдет из строя в случае острой нехватки моторного масла. Так что, по сути, коленвал не успеет получить критичный износ.

Тем не менее в некоторых современных автомобилях все же случается поломка коленвала, которая, как правило, дает о себе знать грохотом (громким стуком).

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

К сожалению, ремонт коленвала – очень сложный процесс, который могут делать не многие технические центры. Ведь в этом случае нужна шлифовка коленчатого вала на специальном оборудовании. Вот виды возможных работ при восстановлении изношенного вала:

Также в некоторых случаях старый коленвал может нуждаться в термообработке. А иногда нужна балансировка коленвала. К сожалению, для этих работ требуются специалисты высокого класса, а также дорогостоящее оборудование.

Также не забывайте, что, прежде чем приступить к ремонту коленвала, нужно его еще демонтировать, а после ремонта поставить на место. Для многих автомобилей это обходится в круглую сумму, так что в итоге будет проще купить новый коленвал, чем ремонтировать старый. Вот для примера расценки на ремонт коленвала в одном из автосервисов Москвы. Причем это еще не высокие ценники.

Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Логично, что раз придется разбирать мотор, то вместе с ремонтом коленвала придется также проводить и другие работы. В этом случае восстановление работоспособности коленвала может вылиться автовладельцу в круглую сумму. В некоторых случаях будет проще купить контактный подержанный мотор. Можно также обратиться в специализированные компании, которые занимаются восстановлением моторов. В таких компаниях вы можете приобрести уже готовый восстановленный двигатель на свою машину. В этом случае, чтобы уменьшить стоимость восстановленного мотора, вы можете сдать двигатель со сломанным коленвалом в качестве зачета в стоимость восстановленного.

Структура и функция коленчатого вала

Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.

По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач.

Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки

Сегодня в современных автомобилях в двигателях используется коленвал, с каждой стороны которого находится подшипник. Со временем подшипники изнашиваются и между ними и поверхностью коленвала появляется люфт, что приводит к износу коленвала.

Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы

К счастью, современная конструкция двигателя способна долгое время выдерживать большие нагрузки. В том числе способны выдерживать нагрузку и современные коленчатые валы. Например, в дизельном современном двигателе каждый ход шатуна испытывает от воспламенения топлива нагрузку в 10 000 кг, которая, естественно, передается на коленвал.

Итак, на короткое время в одно мгновенье на шатуне присутствует сила, эквивалентная десяти тоннам, которая воздействует на коленвал. И это мы говорим только об одном шатуне. Вы представляете, какую нагрузку получает коленвал в восьмицилиндровом моторе?

И это еще не все. В зависимости от конструкции двигателя коленчатые валы также подвержены вибрациям. Поэтому многие автопроизводители стараются сделать коленчатые валы достаточно прочными и долговечными. Например, коленвал может быть изготовлен из высококачественной стали. Особенно для мощных турбированных высокооборотистых дизельных двигателей.

Коленчатый вал: повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Для атмосферного (нетурбированного) бензинового двигателя коленвал может быть уже не столь прочен. Поэтому производители часто еще недавно многие коленчатые валы изготавливали из чугуна. Сегодня же в мире наблюдается тенденция по снижению веса автомобиля. В первую очередь двигателя.

В итоге вместо чугунных блоков двигателя во многих современных авто стали использоваться блоки цилиндров из алюминия. Также производители стали использовать облегченные поршни и шатуны. Не обошла эта мода на легкое и коленчатые валы, которые также заметно полегчали. Все это, конечно, не добавляет машине надежности и увы, не гарантирует долгий срок службы двигателя.

Источник

устройство и ремонт коленчатого вала

Товар по теме:

«Актив Плюс» Присадка в масло для двигателя.

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Строение коленвала

Коленчатый вал состоит из сегментов (шеек), которые смещены относительно центральной оси детали. Как будто ее нарезали на куски, взаимно сместили сегменты, и соединили специальными элементами (щеками).

Две крайние шейки центрированы по оси, при вращении они остаются на месте. Коренные шейки закреплены в корпусе двигателя. Шатунные шейки двигаются по кольцевым орбитам, к ним посредством шатунов крепятся поршни.

Часть соединительных щек имеет особую форму с большими выступами, направленными против положения шатунов. Это противовесы, обеспечивающие уравновешивание колебательной системы. Это позволяет снизить нагрузки и вибрацию.

В шатунных шейках высверлены специальные каналы, по которым подается моторное масло для смазки подшипников. Весь коленвал цельный, выточен из одного куска стального сплава. Сборные кривошипы сегодня не применяются из-за низкой надежности.

схема коленвала

Датчики, сальники и другие детали

датчик коленвала

Через специальный шкив коленвала посредством ременной передачи осуществляется отбор мощностей. Это нужно, чтобы приводить в действие ряд вспомогательных механизмов: генератор, масляную помпу, ГРМ и т. д. Без этих систем двигатель автомобиля работать не будет.

На шкиве установлен считывающий диск датчика коленвала, который необходим для корректной работы электронных систем. Именно этот сенсор позволяет ЭБУ синхронизировать работу впрыска топлива, зажигания и других систем, необходимых для нормального функционирования мотора.

Во время работы кривошип испытывает высокие механические нагрузки. Если не обеспечить правильную смазку, проблемы коленвала могут появиться достаточно быстро. Поэтому все подшипники коленчатого вала интенсивно смазываются маслом через специальные каналы.

В местах, где эта деталь выходит из блока двигателя, установлены сальники коленвала, чтобы смазочная жидкость не вытекала наружу. Сегодня эти элементы изготавливают из силиконового или фторкаучукового материала.

Купить присадку в масло бензинового двигателя автомобиля. Для восстановления ДВС, компрессии. Актив Плюс Бензин

Присадка Супротек Актив Плюс Бензин для бензинового двигателя

Присадка для бензиновых и газовых двигателей с пробегом более 50 000 км. Может применяться для форсированных и турбированных двигателей.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Чтобы понять принцип действия коленвала, можно вспомнить велосипед. При движении на этой технике вы перемещаете ногами педали вверх и вниз, а вал, на котором закреплена звездочка, вращается. Возвратно-поступательное движение педалей преобразуется во вращение вала.

Читайте также:  Сделать стенд для двигателя

принцип работы коленчатого вала

Примерно так же устроен кривошипно-шатунный механизм двигателя, одной из деталей которого является коленвал. Только поршней с шатунами может быть не два, а четыре, шесть, восемь или даже двенадцать. Кстати, чем больше цилиндров в двигателе автомобиля, тем сложнее форма кривошипа.

Возможные проблемы коленвала и их решение

поломки кривошипа

Коленчатый вал постоянно работает в режиме высоких механических нагрузок. Сила давления от одного цилиндра может составлять до 10 тонн. К этому нужно добавить инерционные силы шкива коленвала и противовесов. Также на деталь воздействуют высокие температуры и различные химические вещества.

Хотя кривошипы изготавливаются из твердых сортов стали, они не вечные. При надлежащем обслуживании этот элемент двигателя выдерживает 200-300 тысяч километров пробега. Если сервис выполнялся нерегулярно или некачественно, проблемы коленвала могут заявить о себе гораздо раньше.

Задиры шатунных шеек кривошипа

задир шатунной шейки

Это наиболее распространенная проблема коленвала автомобилей любого типа. Так как именно пара трения шатун-шейка кривошипа испытывает наибольшие нагрузки, износ идет в первую очередь здесь. Задиры мешают работе подшипников, деталь перегревается. Неравномерный нагрев вызывает деформацию детали, что приведет к неправильной работе всего КШМ.

Исправляется эта неполадка путем шлифовки шатунной шейки до меньшего диаметра. Затем на нее надевается ремонтный вкладыш увеличенной толщины. Таким способом восстанавливается зеркало поверхности шейки и соблюдается необходимый технологический зазор. Толщина ремонтного вкладыша подбирается в соответствии с глубиной задира.

Расточка коленвала требует точности до сотых долей миллиметра, поэтому выполняется только на профессиональном оборудовании квалифицированными токарями. В кустарных условиях такую операцию осуществить невозможно.

Если игнорировать эту проблему коленвала, и не предпринимать мер, вкладыши перегреются и расплавятся. Такие аварии случаются крайне редко, но последствия просто катастрофические. После подобного инцидента кривошип не подлежит восстановлению. Часто страдают и другие детали двигателя.

Основная причина появления задиров на шатунных шейках – масляное голодание. Проблема может возникнуть как из-за недостаточного давления масла в системе смазки мотора, так и из-за использования некачественного или неподходящего по рабочим параметрам масла. Следите за состоянием каналов системы смазки и вовремя меняйте моторное масло, используя рекомендуемые марки.

Срез шпонки кривошипа

Эта неисправность встречается не так часто, как предыдущая. Ремонт необходимо поручить квалифицированному специалисту. Если повреждены посадочные места кривошипа или шкива коленвала, то предстоит сложный ремонт. Возможно, придется заменить детали новыми.

Износ отверстий фланца

Иногда изнашиваются отверстия фланца под крепеж маховика. Подобная проблема коленвала выправляется расточкой на больший диаметр с помощью специальной развертки. Необходимо расточить отверстия, как на самом валу, так и на маховике, и обязательно использовать болты соответствующей толщины.

Течь из-под сальника

Течь из-под сальника

Иногда проблема возникает с сальниками коленвала. Из-под них начинает подтекать моторное масло. Один установлен на передней части картера, где на кривошип надевается шкив, второй – сзади, где хвостовик соединяется с валом коробки передач.

Передний и задний сальники коленвала изнашиваются примерно одинаково, поэтому, если потек один, как правило, менять надо оба. Ремонтировать эту деталь невозможно, лучше даже не пытаться. Дело в том, что необходимо строго соблюсти размеры и прочностные параметры, так как этот расходный материал постоянно испытывает воздействие высокой температуры и давления масла. Подклеить или замазать не получится.

Чтобы поменять сальник коленвала, придется выполнить ряд действий, которые требуют специальных навыков. Если не уверены в своих силах, лучше обратиться на автосервис к профессионалам. Конечно, придется заплатить, но это лучше, чем промучиться самому и не добиться результата.

Некоторые автомобилисты склонны игнорировать небольшую течь масла через сальники коленвала, мотивируя тем, что вытекло чуть-чуть и легче долить жидкость. Дело не в расходе масла. Протечка способна вызвать гораздо более серьезные проблемы.

потеки масла на коленвале

Попавшая на ремень ГРМ смазывающая жидкость из-под переднего сальника способна разъесть резину. Если ремень газораспределительного механизма обрывается, часто загибаются клапаны и мотор полностью выходит из строя. Можно попасть на очень дорогой ремонт.

При протечке заднего сальника коленвала смазка попадает на трансмиссию, точнее на сцепление. В этом случае ухудшаются фрикционные свойства муфт. Увеличивается расход топлива и смазочных материалов, ухудшается динамика автомобиля.

Чтобы избежать подобных проблем, достаточно следить за состоянием сальников, проверяя наличие протечек. Как правило, ресурс этого расходника ограничивается пробегом в 100-200 тысяч километров. Из неблагоприятных факторов, значительно сокращающих срок службы сальника коленвала, стоит отметить самые распространенные:

Неисправность датчика коленвала

ремонт датчика коленвала

Иногда проблема возникает с датчиком положения коленчатого вала (ДПКВ). Этот прибор очень важен для правильной работы всего двигателя. Анализируя данные, снимаемые этим сенсором, бортовой компьютер автомобиля регулирует несколько функций, среди которых наиболее важными являются:

Так как коленвал жестко связан с поршнями через шатуны, по его вращению ЭБУ высчитывает положение поршней в каждом из цилиндров. На основании этих данных компьютер отдает команды системам впрыска топлива, зажигания и продувки камер сгорания от выхлопных газов.

О проблемах с ДПКВ сигнализируют следующие симптомы: затрудненный пуск, снижение мощности двигателя, неожиданное отключение разогретого мотора. Часто наблюдается детонация и общая неустойчивость работы силового агрегата. Иногда неисправность приводит к полной остановке двигателя. На приборной панели загорается надпись Check Engine. Это сигнал, что устройство нужно заменить.

Замену датчика коленвала можно произвести и самостоятельно, но необходимо правильно подобрать тип устройства: индуктивный, Холла или оптический. На большинстве современных автомобилей устанавливается ДПКВ, использующий эффект электромагнитной индукции. Реже остальных встречается оптический датчик в силу частого отказа из-за загрязнения, запыления или задымления моторного отсека.

Строгое требование обосновано не только тем, что датчик коленвала другого типа не подойдет в штатное гнездо. Гораздо важнее, что прибор неподходящего формата в большинстве случаев работает со значительными погрешностями. Это нарушит работу двигателя.

Отзывы о присадке для каленвала

Источник

Основные возможные неисправности коленчатых валов и способы

date image2013-12-31
views image21220

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Ремонт коленчатых валов. Неисправности и способы устранения.

Коленчатый вал — одна из основных деталей двигателя, опреде­ляющая вместе с другими деталями цилиндропоршневой группы его ресурс. Ресурс коленчатого вала характеризуется двумя показа­телями: усталостной прочностью и износостойкостью. При эксплу­атации двигателя в результате действия высоких и непостоянных динамических нагрузок вал подвергается кручению и изгибу, от­дельные поверхности (шатунные и коренные шейки и др.) — изна­шиванию. В структуре металла накапливаются усталостные по­вреждения, возникают микротрещины и другие дефекты.

Долговечность коленчатого вала автотракторного двигателя за­висит от целого ряда конструктивных, технологических и эксплуа­тационных факторов. Определяющее влияние оказывают такие па­раметры, как жесткость коленчатого вала и его опор, остаточный прогиб вала в результате релаксации напряжений черновой и чис­товой правки, метод обработки (упрочнения) галтелей, режимы нагружения двигателя, состояние смазки.

У четырехтактных четырехцилиндровых двигателей с пятиопорным коленчатым валом коренные подшипники по степени нагружения можно разделить на две группы. К первой группе относят первый, третий и пятый подшипники, ко второй — четвертый и второй. Наибольшие нагрузки испытывают нижние вкладыши под­шипников второй группы. Шатунные подшипники нагружены одинаково у всех цилиндров. При работе двигателя минимальная толщина масляного слоя в соединениях (рис. 4.21) зависит от зазора в подшипнике и относительного эксцентриситета

С увеличением относительного эксцентриситета значение мини­мального зазора в соединении (мини­мальной толщины масляного слоя) уменьшается.

Установлено, что при обкатке дви­гателя после ремонта температура масла не должна быть выше 85. 90 °С во избежание возможного задира поверхностей трения. У форсированных двигателей в силу большей нагруженности и шатунных подшипников значения относитель­ного эксцентриситета выше, чем у обычных, что предъявляет более высокие требования к качеству ремонта коленчатых валов, так как критическая толщина масляного слоя (допустимое значение) тем меньше, чем выше точность обработки вала и ниже шероховатость поверхности шатунных и коренных шеек.

Режимы пуска и интенсивного разгона двигателя наиболее опас­ны для коренных и шатунных подшипников коленчатого вала. В эти периоды минимальный зазор в подшипниках не превосходит. 2. 3 мкм, что при недостаточной смазке вызывает интенсивное из­нашивание деталей соединений. Для улучшения условий смазки подшипников в периоды пуска и разгона форсированные двигатели СМД-62 и СМД-64 оборудуют насосами предпусковой прокачки масла.

При эксплуатации у коленчатых валов возникает, как правило, много дефектов, основные из которых приведены в таблице 4.2.

Их устранения

Дефект Коэффициент повто- Основные способы устранения
ряемости дефекта дефекта
Износ: Шлифование под ремонтный
коренных и шатун- размер. Нанесение покрытий
ных шеек; овальность, наплавкой, элекгроконтактной
конусность, задиры приваркой ленты, газотерми-
ческим напылением порошко-
вых материалов, металлизацией
Постановка полуколец, пластинирование
посадочных мест под 0,05.-0,19 Наплавка, электроконтактная
распределительную приварка ленты, металлизация
шестерню, шкив и
Маховик
маслосгонной резьбы 0,1 Углубление резьбы резцом до
нормального профиля
поверхности фланца 0,1 Наплавка, металлизация
под маховик
штифтов под маховик 0,08 Замена штифтов
шпоночных канавок 0,05. 0,19 Фрезерование под увеличен-ный размер шпонок, новой шпоночной канавки. Наплавка с последующим фрезерованием шпоночной канавки
Читайте также:  Рывки двигателя при нажатии на педаль

Шлифование под ремонтный размер 0,12 Развертывание под ремонтный размер; заварка

0,02. 0,08 Растачивание или зенкерование с последующим нарезани­ем резьбы увеличенного раз­мера; углубление резьбовых от­верстий с последующим наре­занием такой же резьбы под удлиненные болты (пробки) Постановка резьбовых спи­ральных вставок.

Скручивание вала (нару- 0,1-1,0
шение расположения
кривошипов)
Торцовое биение фланца
Изгиб вала: 0,5. 1,0
до 0,15. 0,20мм
до 0,2. 1,2 мм 0,5. 1,0
Трещины на шейках вала 0,1

Шлифование шеек под ремон­тный размер; наплавка шеек с последующей обработкой.

Подрезание торца фланца то­чением или шлифованием.

Правка под прессом или че­канка щек.

Шлифование под ремонтный размер. Разделка трещин с по­мощью абразивного инстру­мента, заварка.

После разборки двигателя коленчатые валы разбирают (удаляют шпонки, заглушки и пробки из масляных каналов, подшипники из отверстия во фланце и т.д.), тщательно очищают и дефектуют. Осо­бенно тщательно необходимо очистить масляные каналы. На спе­циализированных предприятиях каналы очищают на установке ОМ-3600 пульсирующей струей керосина или дизельного топлива по давлением до 6 МПа в течение 10. 12 мин.

При дефектации не только определяют геометрические размеры поверхностей, но и проверяют валы на наличие и расположение трещин методом магнитной дефектоскопии.

В соответствии с инст­рукцией по дефектоскопии и восстановлению коленчатых валов с трещинами на шейках для тракторных двигателей считаются опас­ными и не допускаются следующие виды трещин, при которых валы бракуют:

— на галтелях коренных и шатунных шеек;

— на цилиндричес­кой части шеек на расстоянии менее 6 мм от торцов щек; на кромках отверстий маслоканалов при длине трещины свыше 15 мм и распо­ложении ее под углом более 30° к оси шейки;

— находящиеся на рас­стоянии одна относительно другой менее 10 мм и расположенные под углом более 30° к оси вала.

Не допускается более восьми трещин длиной менее 5 мм на цилиндрической части шеек и у кромок от­верстий маслоканалов, а также более трех трещин длиной свыше 5 мм.

Считаются безопасными и допускаются для обработки не более трех продольных трещин длиной свыше 5 мм на поверхности каж­дой коренной и шатунной шейки, не выходящих на галтель, нахо­дящихся на расстоянии более 10 мм одна относительно другой и расположенных под углом менее 30° к оси шейки.

Трещины разделывают абразивным инструментом по всей длине с целью образования канавки радиусом 1,5. 2 мм и глубиной 0,2. 0,4 мм. Острые кромки дополнительно притупляют по пери­метру.

Канавку у разделанной трещины упрочняют виброударным на­клепом в течение 6. 8 с энергией удара 2,5. 5,0 Дж. Трещины обра­батывают после шлифования шеек до ремонтного размера перед их полированием. Иногда трещины после разделки заваривают.

При восстановлении коленчатых валов применяют маршрутную технологию. Примерная схема маршрутов /. /// восстановления стальных коленчатых валов представлена на рисунке 4.22.

Посадочные поверхности под шкив, шестерни, маховик, а также отверстия под штифты и шпоночные пазы чаще всего восстанавли­вают дуговой наплавкой проволокой 1,2 Св 18 ХГС в среде углекис­лого газа с последующей механической обработкой.

Основной дефект коленчатых валов — износ коренных и шатунных шеек. Износ шеек устраняют шлифованием их под ремонтный размер. Все одноименные шейки (коренные или шатунные) шли­фуют под один размер, который определяют следующим образом. Измеряют диаметры всех одноименных шеек и находят минималь­ный из них т1п. Затем рассчитывают теоретический ремонтный раз­мер, мм.

Шлифуют шейки после устранения других дефектов коленчато­го вала. Для шлифования валов служат станки ЗА423 или ЗВ423.

Если на предприятии один станок, то сначала шлифуют корен­ные шейки и другие поверхности, находящиеся на одной с ними оси, а затем — шатунные шейки. При шлифовании коренных шеек базовыми поверхностями служат центровые отверстия. При шли­фовании шатунных шеек вал закрепляют обработанными крайни­ми коренными шейками в патронах центросмесителей станка, предварительно устанавливаемых с помощью штангенреисмуса на нужный радиус кривошипа. Вал выставляют в горизонтальной плоскости с помощью специального приспособления. Конструк­ция некоторых цетросмесителеи предусматривает крепление валов за поверхность фланца под маховик и за шейку под шкив или шес­терню.

При наличии двух шлифовальных станков лучше сначала шлифо­вать шатунные шейки на одном предварительно выставленном на ра­диус кривошипа станке, а затем на другом — коренные шейки. В дан­ном случае возникающий при шлифовании шатунных шеек некото­рый изгиб вала устраняется при шлифовании коренных шеек.

В процессе шлифования необходимо строго выдерживать заданный радиус галтелей. Для этого кромки шлифовального круга закругляют алмазным карандашом, закрепленным в специальном приспособлении. Галтели при изготовлении коленчатых валов не закаливают, а упрочняют холодной пластической деформацией. Глубина упрочненной зоны невелика, и при шлифовании этот слой срезается, что приводит к снижению прочности отремонтированных валов. Поэтому при ремонте валов целесообразно введение операций по упрочнению галтелей.

Шейки вала шлифуют электрокорундовыми кругами на керами­ческой связке зернистостью 16. б0 мкм, твердостью СМ2, С1, С2, СТ1 и СТ2. Шлифовальные круги рекомендуется править после шлифования одного-двухколенчатых валов.

Шлифование целесообразно выполнять методом врезания, что увеличивает производительность и точность обработки. В этом слу­чае в конце шлифования прекращают поперечную подачу круга и обрабатывают шейки и галтели в течение 10. 20 с, что обеспечивает требуемую шероховатость поверхностей. При шлифовании вреза­нием ширина круга должна точно соответствовать длине шлифуе­мой шейки.

Для предотвращения появления микротрещин и прижогов при шлифовании применяют обильное охлаждение эмульсией ( эмульсионного масла на 10 л воды) или 3. 4%-м раствором кальци­нированной соды. Овальность и конусность прошлифованных шеек не должны превышать 0,015 мм.

При шлифовании оставляют припуск до 0,005 мм на последую­щее полирование. Перед полированием шеек раззенковывают и по­лируют острые края масляных каналов. Полируют на специальных стендах абразивными или алмазными бесконечными лентами. При большой программе восстановления вместо полирования применя­ют суперфиниширование на специальных полуавтоматах, в резуль­тате чего значительно повышается износостойкость.

При восстановлении коленчатых валов перешлифовкой под ре­монтный размер шеек практически невозможно обеспечить их 100%-й ресурс, и он уменьшается тем больше, чем больше номер ремонтного размера.

Это объясняется тем, что твердость закаленных ТВЧ шеек уменьшается от поверхности по сечению вала и при шлифовании удаляется наиболее твердый слой. Некоторые ремонтные предпри­ятия для обеспечения высокой износостойкости и ресурса валов после перешлифовки шеек выполняют их закалку ТВЧ, лазерное упрочнение и др.

После восстановления коленчатые валы подвергают динамичес­кой балансировке на машине БМ-У4. Технология и последователь­ность балансировки зависят от типа двигателя (рядный, У-образный) и конкретной конструкции коленчатого вала и шатунов.

Коренные и шатунные шейки, вышедшие за ремонтные разме­ры, восстанавливают наращиванием различными методами:

— на­плавкой (под флюсом, плазменной, в среде защитных газов, широ­кослойной и др.);

— гальваническими покрытиями (железнением, хромированием);

— электро­контактной приваркой ленты;

— приваркой или приклеиванием по­луколец;

— пластинированием и др.

При восстановлении коленчатых валов следует иметь в виду, что в результате длительной эксплуатации в их опасных сечениях на­капливаются усталостные повреждения, что приводит к снижению предела выносливости на 20. 25 % по сравнению с выносливостью новых валов. Зоны накопления усталостных повреждений у валов карбюраторных двигателей находятся в центральной части шеек в зоне масляных каналов, у дизелей — в зоне перехода галтели в щеки вала. Коленчатые валы дизелей разрушаются, как правило, по ще­кам из-за действия изгибающих моментов, у карбюраторных двига­телей — по шейкам из-за вращающих моментов.

При перешлифовках валов карбюраторных двигателей удаляют поверхностные слои шеек с накопившимися усталостными по­вреждениями. Их наращивание приводит к разгрузке наиболее на­пряженных слоев металла. Полностью удалить таким способом на­пряжения и разрушенные слои металла валов дизелей в зоне галте­лей затруднительно, поэтому их ресурс восстановить не удается.

Таким образом, проблема восстановления коленчатых валов ди­зелей сводится к снятию накопленных повреждений в зоне галтелей и созданию условий, направленных на уменьшение усталостных повреждений.

Более 85 % объема восстановления шеек коленчатых валов вы­полняют наплавочными способами и прежде всего наплавляют под слоем флюса. При этом можно выделить следующие основные ва­рианты технологических процессов: наплавка без термической об­работки; наплавка с последующей термической обработкой; терми­ческая обработка, наплавка, термическая обработка; наплавка, уп­рочнение.

Наиболее распространенной считают наплавку пружинной про­волокой второго класса под слоем легированного флюса, представляющего собой смесь, состоящую из плавленного флюса АН-348А (93,2 %), феррохрома (2,2 %), графита (2,3 %) и жидкого стекла (2 5 %). Этот метод резко снижает усталостную прочность наплав­ленных коленчатых валов из-за наличия огромного количества тре­щин.

Разработана наиболее прогрессивная технология наплавки из­ношенных коленчатых валов. Она предусматривает наплавку шеек валов проволокой Нп-ЗОХГСА под флюсом АН-348А с последую­щей механической обработкой и полным повторным циклом тер­мической обработки (нормализация и закалка ТВЧ). Эта техноло­гия требует специального термического оборудования и целесооб­разна при большой производственной программе восстановления. На Ярославском моторном заводе разработана и внедрена техно­логия восстановления изношенных коленчатых валов двигателей ЯМЗ-240. Их коренные опоры работают в паре с подшипниками качения и выполнены в виде беговых дорожек. Это и определило необходимость применения легированной высокоуглеродистой стали 60ХФА для обеспечения высокой твердости (не менее НК.С 62), а также усталостной и контактной прочности. Сталь 60ХФА от­носится к труднонаплавляемым сталям.

Читайте также:  Работа коробки передач мтз

Перед наплавкой шатунные шейки предварительно шлифуют с занижением диаметра на 3 мм относительно номинального с целью удаления поверхностных дефектов в виде мелких трещин и т.д.

Затем вал подогревают в печи шахтного типа до температуры 150. 180 °С. Непосредственно перед наплавкой и в процессе ее каж­дая шатунная шейка подогревается до температуры 350. 400 «С га­зовой горелкой. При этом рядом расположенные коренные опоры охлаждают водяным душем.

Наплавку ведут от галтелей к середине шейки на следующих ре­жимах: проволока Нп-ЗОХГСА диаметром 1,8 мм; флюс АН-348А; сила сварочного тока 150. 160А; напряжение дуги 24. 26 В; частота вращения 1 мин- 1 ; подача проволоки 87м/ч; подача суппорта 4,5 мм/об., вылет электрода 20. 25 мм; смещение с зенита в сторо­ну, обратную вращению, 6. 8 мм.

При предварительном объемном подогреве коленчатого вала до температуры 150. 160 «С уменьшается перепад температур по сече­нию наплавляемой шейки. Вследствие этого замедляется скорость охлаждения поверхностных слоев и исключается трещинообразо-вание.

После наплавки шейки подвергают высокому отпуску с нагре­вом ТВЧ до температуры 750. 800 °С. Затем их шлифуют и закали­вают ТВЧ. Перед наплавкой, после нее и перед окончательным шлифованием валы правят наклепом. Затем их балансируют и по­лируют. Технологию восстановления шеек коленчатых валов двига­телей А-41 с многократной термической обработкой разработал и внедрил Алтайский моторный завод. Она предусматривает шлифо­вание шеек, подогрев ТВЧ, наплавку, высокотемпературный отпуск нагревом ТВЧ, правку, токарную обработку шеек, черновое шлифование, закалку и низкотемпературный отпуск шеек, чисто­вое шлифование и полирование шеек, дефектоскопию и баланси­ровку вала.

Усталостная прочность восстановленных по такой технологии валов составляет не менее 80 % новых.

Для повышения усталостной прочности восстановленных колен­чатых валов разработаны и внедрены конструктивно-технологичес­кие мероприятия. Первое из них предусматривает наплавку цилинд­рической части шейки и галтели проволоками разного химического состава. Так, галтель наплавляют проволокой Св-08 под флюсом АН-348, цилиндрическую часть — проволокой Нп-ЗОХГСА под смесью флюсов (30 % АН-348 + 70 % АНК-18). Твердость металла состав­ляет соответственно 20. 24 и 50. 56 НК.С.

Второе предусматривает наплавку цилиндрической части шейки вала, исключая галтель (рис. 4.23). В этом случае можно использо­вать порошковую проволоку ПП-АН-122 или ПП-АН-128; прово­локу Нп-ЗОХГСА и смесь флюсов АН-348 и АНК-18.

После наплавки и чернового шлифования шеек галтели шлифу­ют по заданному радиусу с углублением в тело шейки на 0,4. 0,5 мм. Удаляют наиболее напряженные слои металла. Далее проводят уп­рочняющую дробеструйную обработку галтели в течение 1 мин под давлением 0,6 МПа, чистовое шлифование и полирование.

При выполнении указанных мероприятий можно значительно повысить предел выносливости восстановленных коленчатых ва­лов.

Для восстановления шеек валов используют электроконтактную припайку стальной ленты из стали 50ХФА, дуговую металлизацию порошковой проволокой ПП-ОМ-2.

Коленчатые валы некоторых двигателей (типа ЗМЗ и др.) изго­тавливают из высокопрочного магниевого чугуна ВЧ50 и ВЧ45. Их износостойкость и усталостная прочность примерно одинаковы с соответствующими показателями валов, выполненных из стали 45, но себестоимость получения заготовок отливкой в 2,0. 2,5 раза ниже получения поковок. В то же время чугун относится к трудно-свариваемым материалам. Поэтому рассмотренные выше способы наплавки не дают хороших результатов при восстановлении чугунных валов.

Для восстановления чугунных коленча­тых валов применяют следующие способы дуговой наплавки:

— по стальной оболочке;

— наплавку с после­дующей нормализацией;

— наплавку прово­локой Нп-15СТЮЦА под слоем флюса АН-348А;

— широкослойную наплавку мало­углеродистой проволокой марки 08А с до­бавлением в зону горения дуги ферромаг­нитной шихты и др.

При восстановлении валов дуговой наплавкой по стальной обо­лочке шейки шлифуют до диаметра на 1 мм меньше последнего ре­монтного размера, обворачивают лентой из стали 08А толщиной бо­лее 0,8 мм (оболочкой) и прихватывают ее сваркой в двух точках в зоне стыка. Затем приваривают оболочку по краям путем наплавки галтелей проволокой Св-08 в среде углекислого газа. Далее шейки наплавляют порошковой проволокой под слоем флюса АН-348А. В результате этого в наплавленном слое значительно уменьшается со­держание углерода, марганца, кремния и других элементов, практи­чески исключаются отбел и образование трещин. Усталостная прочность валов достигает 80 % новых, но процесс сложен и трудо­емок.

При двухслойной наплавке оболочкой служит первый наплав­ленный слой, который получают с помощью малоуглеродистой по­рошковой проволоки под слоем флюса АН-348А. Второй слой на­плавляют как бы по стальной поверхности обычными методами. Однако усталостная прочность таких валов составляет всего около 70 % новых.

Наплавку с последующей нормализацией применяют для восстановления чугунных коленчатых валов двигателя ЗМЗ-53, ко­торые разрушаются из-за усталости после наплавки по шатунным шейкам. В то же время износ их в 2 раза меньше износа ко­ренных шеек. Поэтому для повышения усталостной прочности наплавленного вала при сохранении его необходимой износо­стойкости после наплавки шатунных шеек вал подвергают нор­мализации при температуре 800. 850 °С и правке в горячем со­стоянии. Затем наплавляют коренные шейки, шлифуют, балан­сируют и полируют вал. При нормализации твердость наплав­ленных шатунных шеек уменьшается до НК.С 25. 30, снижаются внутренние напряжения, и в итоге усталостная прочность повы­шается до 85 % уровня новых валов. Некоторое снижение изно­состойкости шатунных шеек компенсируется ее запасом по срав­нению с коренными шейками.

К перспективным и эффективным способам восстановления стальных и чугунных коленчатых валов относится плазменная на­плавка. Рекомендуют комбинированный способ наплавки, предус­матривающий одновременную подачу проволоки и порошка.

При восстановлении коленчатых валов, изготовленных из ста­ли 45 (СМД-14, А-41 и др.), шейки наплавляют композицией проволока Св-08МХ или Св-08Г2С (85 %) + порошок ПГ-СР4 (15 %), а галтели — той же композицией, но в соотношении 75 и 25 %. Валы из стали 50Г (ЯМЗ-238НБ и др.) наплавляют проволокой Св-15ГСТЮЦА (75. 80 %) и порошком ПГ-СР4 или ПГ-СРЗ \ (20. 25 %). При восстановлении чугунных валов применяют проволоку Св-15ГСТЮЦА (70%) и порошок ПР-Н70Х17 СЧР4 (30 %).

Для восстановления чугунных коленчатых валов разработано и внедрено два способа: постановка полуколец и пластинирование.

Технология восстановления изношенных шеек коленчатых ва­лов ЗМЗ-53 приваркой стальных полуколец включает в себя шли­фование шеек, нанесение разгружающих выточек на галтелях в плоскости, перпендикулярной к плоскости кривошипа; постановку и приварку на шейки вала в зоне их стыка специальных полуколец (рис. 4.24). Ширина их меньше длины шейки вала. Полукольца из­готовляют из листовой стали 45 толщиной 3 мм. Нарезают из листа полосы, затем вырубают из них заготовки нужных размеров с одно­временной пробивкой отверстий под масляные каналы, нагревают до температуры 820. 890 «С и изгибают в приспособлении. Затем полукольца закаливают при нагреве до температуры 820. 880 °С и охлаждении в масле, подвергают низкому отпуску. После этого по­лукольца растачивают до нужного диаметра с шероховатостью.

Предел выносливости восстанов­ленного таким способом коленчатого вала такой же, как и нового. Метод восстановления шеек валов пластинированием заключается в установке с последующим механическим креплением на шейках валов стальной холоднокатаной термообработанной полированной ленты, изготовленной из пружинистой стали типа 65Г.

Шейки предварительно шлифуют до требуемого размера. После этого на них фрезеруют два зеркально расположенных сегментных паза, оставляя перемычки меж­ду ними.

Накладную ленту толщиной 0,4 мм изготовляют штамповкой. При этом предусмотрены вырубка ее требуемой длины, выполне­ние отверстий для масляных каналов и высечка двух противопо­ложно направленных, частично отогнутых внутрь выступов, кото­рые препятствуют провороту ленты относительно шеек коленчато­го вала.

С помощью специального приспособления ленту сворачивают в кольцо диаметром, меньшим диаметра прошлифованной шейки вала. Далее свернутую ленту надевают на подготовленную поверх­ность шейки вала и фиксируют торцами выступов относительно бо­ковых поверхностей перемычки на валу. При очередном ремонте вала накладную ленту заменяют. При этом шейки вала не перешли­фовывают.

При использовании данного метода можно существенно упрос­тить технологический процесс и оснастку для восстановления ва­лов, полностью исключить сварочно-термическое воздействие на вал, отказаться от шлифования и полирования восстановленных ва­лов, в 4. 5 раз сократить расход металла и в 3 раза повысить производительность процесса по сравнению с наплавкой. Метод успешно апробирован при восстановлении чугунных валов двигателей ЗМЗ-53 и ЗМЗ-24.

Некоторые предприятия восстанавливают шейки колен­чатых валов дуговой и плазмен­ной металлизацией, железнением, анодно-струйным хроми­рованием. С целью повышения сцепляемости металлизационных покрытий шейки обяза­тельно подвергают дробеструй­ной обработке или обработке корундом под давлением 0,45. 0,55 МПа. Чугунные коленча­тые валы прокаливают при тем­пературе 250. 300 «С в течение 15 мин для удаления масла из пор.

Источник