ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя

 ак поправить коленвал?


јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬, кандидат технических наук

 огда речь заходит о капитальном ремонте двигател€, от механиков часто слышишь: Ђќтдам коленчатый вал шлифовщику, прошлифует, и все будет как надо...ї   сожалению, Ђкак надої получаетс€ редко, и качественно отремонтировать коленчатый вал только шлифовкой не удаетс€. ѕочему? ѕопробуем разобратьс€.

 оленчатый вал, без сомнени€, одна из главных, если не сама€ главна€, деталь двигател€, определ€юща€ его надежность и долговечность. ¬ этом убедитьс€ нетрудно, достаточно сравнить цену коленвала с ценой любой другой детали двигател€. ј раз так, то в случае износа или повреждени€ во врем€ эксплуатации автомобил€ коленчатый вал надо постаратьс€ восстановить - это, как правило, заметно дешевле, чем покупать новый.

Ќо при восстановлении коленчатого вала надо помнить: его надежность и долговечность не должны снизитьс€. »наче ремонт, каким бы легким и простым он ни был, окажетс€ слишком дорогим, так как деньги и врем€ будут потрачены зр€.

  сожалению, подобна€ ситуаци€ - не редкость в отечественной практике. Ќа некоторых ремонтных предпри€ти€х коленчатый вал в результате ремонта иной раз приобретает почти фантастические свойства - начинают Ђпропускатьї его сальники, выход€т из стро€ детали привода распределительного вала и даже коробки передач. —лучаетс€ и так, что стремительно падает давление масла в системе, а при проверке оказываетс€, что коренные подшипники быстро износились. „асто после ремонта заметно возрастают вибрации двигател€, да и работает он слишком шумно. ѕочему? ѕричин несколько, но, чтобы в них разобратьс€, сперва попробуем ответить на главный вопрос:

„то случилось с коленвалом?

 оленчатый вал - деталь не только очень дорога€, но и наиболее нагруженна€ (может, поэтому и дорога€). —илы, действующие на него, весьма велики. Ёто силы давлени€ газов, передаваемые при сгорании топлива через шатуны от поршней, а также силы инерции от их возвратно-поступательного (вверх-вниз) движени€. Ѕолее того, действующие силы переменны по величине и направлению, а значит, пытаютс€ гнуть и ломать коленчатый вал одновременно в разных сечени€х.

„тобы противосто€ть таким нагрузкам, вал должен быть жестким и прочным, причем очень важна его усталостна€ прочность, т.е. способность выдерживать переменные нагрузки.

ќдновременно поверхности шеек коленвала должны обладать способностью противосто€ть износу на прот€жении многих тыс€ч часов работы. Ќу а все вместе это достигаетс€ соответствующей конструкцией, материалами и технологией обработки коленчатых валов на заводе-изготовителе.

ѕри нормальной эксплуатации коленвал будет работать очень долго. Ќо случаетс€ это, увы, не всегда. ≈сли использовать масло низкого качества и неизвестного происхождени€, не контролировать его уровень, мен€ть масло и фильтр, Ђкогда придетс€ї, гон€ть двигатель длительное врем€ на максимальных режимах, да еще и недостаточно прогретым, то - будьте уверены - без последствий дл€ коленвала это не пройдет.

—амые распространенные повреждени€ валов - из-за недостаточной смазки. ¬ основном это задиры шеек, т.е. Ђсхватываниеї разнородных металлов в сопр€жении Ђшейка-вкладышї с переносом и наволакиванием металла одной детали на другую. «адиры всегда сопровождаютс€ увеличением зазора в подшипнике, износом рабочих поверхностей с глубокими кольцевыми рисками, а иногда - перегревом и даже расплавлением вкладышей.

«адиры и износы, как правило, сами по себе не так страшны, - ведь у большинства двигателей шейки коленвала могут быть перешлифованы в ремонтный (уменьшенный) размер, причем даже не в один, а в несколько. Ѕеда в другом - задир сопровождаетс€ местным нагревом поверхности шейки, иногда весьма и весьма значительным, в сотни градусов. ј тут еще масло продолжает поступать. „ем не режим закалки?

ѕосле остывани€ такой вал об€зательно окажетс€ деформирован.  ак? ќчень просто. “а сторона шатунной шейки, котора€ воспринимает наибольшую нагрузку от шатуна, естественно, и разогреваетс€ сильнее. Ќагрев - это расширение, значит, вал будет гнутьс€ так, что щеки кривошипов по обе стороны этой шатунной шейки окажутс€ сведенными. „то же в таком случае будет с осью вращени€ вала? ќна тоже изогнетс€, а это значит, что нарушитс€ соосность коренных шеек вала, вал станет откровенно кривым. » така€ ситуаци€ возникает в 99% случаев задиров шеек.

Ќо как это повли€ет на ремонт? Ќу погнулс€ вал, и что? ¬едь есть же ремонтные размеры! ѕрошлифовать его сразу во второй или даже в третий ремонт, и все дела!

¬се да не все. Ќа практике эта простота оказываетс€ не только обманчивой, но и опасной.

 ак не надо ремонтировать

¬о многих мастерских на деформацию вала вообще не обращают внимани€. Ѕерут и шлифуют кривые валы, полага€, что после этого они станов€тс€ пр€мыми. » этого достаточно.

Ќедостаточно. ¬едь на концах коленчатого вала наход€тс€ посадочные поверхности шестерен, шкивов, маховиков, а также рабочие поверхности под сальники. ¬се эти поверхности после шлифовани€ кривого вала оказываютс€ несоосными коренным шейкам, т.е. приобретают взаимное биение.

—огласно “” заводов-изготовителей, такие биени€ не должны превышать 0,010-0,020 мм.  уда там! ѕосле описанного Ђремонтаї иной раз и 0,1 мм можно почитать за благо. „то дает такое биение дл€ двигател€, вкратце уже рассказано выше. ƒобавим лишь, что при биении поверхности в 0,1 мм даже самый лучший и дорогой сальник неспособен обеспечить герметичность. “акое же биение, например, звездочки цепи √–ћ приведет к резкому снижению ресурса цепи, значительному возрастанию шума и опасности поломок нат€жител€ и успокоителей. ¬ свою очередь биение задней части коленчатого вала вызывает нагрузки на первичном валу коробки передач, подшипник которого вр€д ли проживет долго.

Ќо самое главное, вал станет неуравновешенным - его балансировка, тщательно выполненна€ на заводе-изготовителе, из-за смещени€ осей вращени€ шеек от их исходного положени€ нарушитс€. —вою лепту в это дело внос€т и маховики, причем вибраци€ иной раз оказываетс€ настолько сильной, что сама эксплуатаци€ автомобил€ с таким двигателем проблематична.

Ќередко прошлифовать кривой коленчатый вал бывает просто невозможно. Ќапример, если биение шеек превышает их максимальное ремонтное уменьшение, вал обычно выбрасывают и покупают новый. ј это совсем недешево, особенно, если речь идет об иномарках. Ќо и шлифовать вал сразу в последний ремонтный размер тоже неразумно - ведь его ресурс в этом случае практически исчерпываетс€.

≈ще одна проблема св€зана с радиусами кривошипов - при шлифовании деформированного вала они, скорее всего, окажутс€ разными. “огда двигатель дополнительно получит вибрации от масс нижних головок шатунов, вращающихс€ на разных радиусах, и от разницы в рабочих процессах цилиндров из-за изменени€ их рабочего объема и степени сжати€.

„то же делать с валом, если он кривой?

 онечно, теоретически и кривой коленчатый вал можно (правда, не всегда) восстановить так, чтобы все поверхности имели допустимое биение относительно коренных шеек. “еоретически, потому что это слишком сложный, трудоемкий и дорогой путь, включающий целый р€д операций, в том числе восстановление поверхностей, старение, динамическую балансировку и др.

√ораздо проще попытатьс€ выправить кривой вал так, чтобы затем прошлифовать его в ближайший ремонтный размер. »ными словами, надо разогнуть его обратно. ѕравда, если вал имеет задиры на нескольких шейках, да еще расположенных в разных плоскост€х, то крива€ его прогиба становитс€ пространственной. –аспутать такую кривую - и наука, и детектив одновременно. Ќо сделать это необходимо, иначе качественно вал не отремонтировать.

”читыва€ все эти обсто€тельства, в разное врем€ были разработаны специальные способы правки коленчатых валов. –ассмотрим некоторые из них более подробно.

—амый известный и распространенный способ заключаетс€ в следующем: вал кладетс€ на две опоры, а усилие с помощью пресса прикладываетс€ между ними, причем в наиболее удаленной от оси точке.

“аким способом, действительно, удаетс€ поправить вал, но установить точно, в каком конкретно месте возникает деформаци€ при правке, очень трудно. ќднако известно, что деформаци€м в первую очередь подвергаютс€ самые Ђслабыеї места вала. ¬ основном это галтели - места перехода шеек к щекам. ј тогда вы€вл€етс€ главный недостаток этого способа.  ак известно, галтели - это концентраторы напр€жений. „тобы повысить усталостную прочность вала, галтели выполн€ют радиусными, шлифуют, полируют, а иногда и механически упрочн€ют специальными методами. ѕри обычной правке в галтел€х по€вл€ютс€ напр€жени€ раст€жени€. ќни очень опасны, поскольку привод€т к снижению усталостной прочности вала, по€влению трещин и в конечном счете к поломке вала. Ёто обсто€тельство и €вл€етс€ главной причиной того, что подавл€ющее большинство производителей запрещает править свои коленчатые валы и при серьезных повреждени€х рекомендует их мен€ть на новые.

≈ще хуже распространившийс€ в последние годы способ правки чеканкой. — помощью зубила и молотка по галтел€м намеренно наноситс€ р€д сильных ударов. ¬озникающие вм€тины и забоины на галтел€х, действительно, создают напр€жени€ и деформации, разгибающие вал. Ќо по€вившиес€ очаги концентраторов напр€жений таковы, что вал вр€д ли прослужит долго до поломки, особенно если речь идет о современном форсированном двигателе.

»ногда деформированное место на валу подвергают сильному нагреву, чтобы облегчить правку и снизить в процессе ее опасность поломки вала, особенно чугунного. Ќо в этом случае после остывани€ вал дополнительно деформируетс€, и про€вл€ютс€ все отрицательные последстви€ предыдущих способов, включа€ невозможность обеспечить требуемую точность правки.

¬ целом ни один из перечисленных способов не гарантирует того, что вал после правки со временем не Ђвернетс€ї в криволинейное состо€ние (в таких случа€х говор€т, что вал обладает Ђпам€тьюї, т. е. способностью запоминать свое предыдущее состо€ние). «начит, оп€ть возможны задиры и выход двигател€ из стро€.

ћетод Ѕуравцева

”читыва€ недостатки известных способов правки, фактически не позвол€ющих их использовать в ремонте, был разработан принципиально другой способ. ≈го назвали Ђпоэлементной холодной правкойї.

¬ процессе правки по методу Ѕуравцева тоже используетс€ пресс. ЂЌоу-хауї заключаетс€ в специальном приспособлении, с помощью которого поверхностный слой шейки вала пластически деформируетс€, да так, что в нем вместо обычных дл€ подобных случаев напр€жений раст€жени€ создаютс€ напр€жени€ сжати€. √алтель при этом не затрагиваетс€, а значит, усталостна€ прочность коленвала после правки не только не уменьшаетс€, но даже возрастает. Ѕолее того, избавившись от недостатков ранее известных способов, поэлементна€ холодна€ правка, как оказалось, позвол€ет восстановить любые коленчатые валы (и чугунные, и стальные) любых двигателей (от мотоциклов до экскаваторов), да еще имеющие практически любой прогиб! ѕри этом точность правки просто поразительна. Ќапример, удаетс€ обеспечить взаимное биение коренных шеек 0,010 мм при исходном биении свыше 1 мм - результат, доселе недостижимый ни одним из известных способов!

«а годы использовани€ способа поэлементной правки на практике накоплен огромный фактический материал о дальнейшей Ђсудьбеї выправленных коленчатых валов как отечественных автомобилей, так и иномарок, включа€ грузовики и автобусы. ќказалось, что, в отличие от других, эти коленчатые валы не возвращаютс€ в изогнутое состо€ние со временем. Ќе было и рекламаций, св€занных с поломкой валов, что косвенно свидетельствует об их высокой усталостной прочности. » это несмотр€ на то, что многие валы имели ослабленные задирами шейки!

¬се вышесказанное относитс€ и к другим валам двигателей, в том числе распределительным и вспомогательным. ¬о многих случа€х применение данного способа правки вообще не имеет альтернативы, поскольку дает возможность вернуть к жизни практически Ђбезнадежныеї валы с очень большой исходной деформацией.

»ногда качественной правкой можно даже заменить шлифовку. Ќапример, поставл€емые в запчасти новые коленчатые валы некоторых отечественных заводов порой имеют недопустимо большое биение (0,05-0,1 мм и более) шеек и посадочных поверхностей. “акие валы выправл€ютс€, после чего традиционна€ шлифовка здесь уже не требуетс€ (остаточное биение составл€ет не более 0,01 мм), да и динамическа€ балансировка оказываетс€ ненужной.

≈сли сравнить затраты на ремонт вала (правка и шлифовка) с ценами нового вала, то в р€де случаев (иномарки, и особенно - грузовики и автобусы) ремонт получаетс€ в дес€тки раз выгоднее замены. ”читыва€ сегодн€шнюю экономическую ситуацию в –оссии, этот факт говорит сам за себ€.

–азумеетс€, дл€ достижени€ высокого качества необходимо, помимо правки, правильно выполнить все технологические приемы при шлифовании и доводке (полировке) рабочих поверхностей шеек и галтелей коленчатого вала.  ак это сделать, мы расскажем подробно в наших следующих материалах.

ƒругие наши статьи...


фото

«адир на шатунной шейке - обычный результат работы вала при недостаточной смазке

фото

ѕри проверке коленчатого вала перед ремонтом в первую очередь провер€етс€ его деформаци€ (взаимное биение коренных шеек)

фото

ѕоэлементна€ холодна€ правка по методу Ѕуравцева - на сегодн€шний день самый точный и качественный способ



—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены