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

Ўатун не терпит суеты


ƒћ»“–»… ƒјЌ№Ўќ¬, директор фирмы Ђћеханикаї,
јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬, кандидат технических наук

—просите любого механика: какие детали традиционно ремонтируют при капитальном ремонте двигател€? ќтвет будет незамедлительным: блок цилиндров и коленчатый вал. ƒалее многие укажут головку блока цилиндров. » лишь некоторые добав€т к этому Ђкомплектуї шатуны.

ј между тем шатун Ч деталь не менее ответственна€, чем поршень, вкладыш коленчатого вала или направл€юща€ втулка клапана. » никак не второстепенна€ Ч дефекты шатунов встречаютс€ в ремонтной практике буквально на каждом шагу.
ѕочему же о них забывают? ѕредпочитают сразу мен€ть на новые? »ли просто не замечают дефектов? ј может быть, не все знают, как проверить и отремонтировать шатуны?

»ными словами, есть над чем поразмыслитьЕ

Ќекоторые заблуждени€ и Ђмифыї, св€занные с шатунами, довольно живучи. Ќачнем с основного заблуждени€: большинство механиков считают, что шатуны не изнашиваютс€! ƒа и чему изнашиватьс€ Ч поверхности шатуна, к примеру, ¬ј«ќ¬— ќ√ќ двигател€ сами не образуют пар трени€ Ч в нижней головке шатуна устанавливаютс€ вкладыши, а в верхней неподвижно запрессован поршневой палец. ѕравда, боковые поверхности нижней головки шатуна трутс€ о щеки коленвала, но степень износа здесь настолько мала, что ее можно даже не принимать во внимание.

„то же получаетс€ Ч установил новые поршни и пальцы, заменил вкладыши в нижней головке Ч и собирай двигатель? ћногие так и делают, собирают, как говоритс€, не дума€. ƒа и о чем думать, если клиент над душой стоит, торопит?

“оропливость Ч она известно, где хороша, но только не в моторном деле.  огда автомобиль с недавно отремонтированным, но уже стучащим мотором вернетс€ обратно, начинаетс€ поиск виновных. ј здесь так: или сам водитель виноват Ч не умеет ездить, или шлифовщик Ч плохо сделал коленвал. » невдомек иному механику, что это его Ђработаї. ѕотому чтоЕ

Ўатун тоже изнашиваетс€

¬озьмите в руки старый шатун с изр€дно походившего мотора Ч на первый взгл€д ничего примечательного. Ќо только на первый взгл€д.

¬спомним: шатун Ч один из элементов кривошипно-шатунного механизма, в котором он св€зывает поступательно движущийс€ поршень и вращающийс€ коленчатый вал. Ќагрузки на шатун могут достигать дес€тков тонн, причем €вл€ютс€ знакопеременными, т. е. сжатие и раст€жение шатуна чередуютс€ в течение одного оборота коленвала.

“еперь представим: в таком режиме шатун работает многие годы, сотни тыс€ч километров. ѕоэтому не будет ничего удивительного в том, что в металле шатуна будут накапливатьс€ остаточные деформации. Ќевооруженным глазом их не видно, но стоит воспользоватьс€ соответствующими приборами, как картина про€снитс€ Ч Ђпот€нутї шатун, деформировалс€.

≈ще хуже, когда на какой-нибудь Енадцатой тыс€че автомобиль заедет в глубокую лужу. √идроудар в цилиндре, сами знаете, дело серьезное (см. є 4/2000), но, допустим, обошлось. “олько шатун все равно хоть немного, но деформировалс€. ј потом, много позже, случилось, к примеру, еще одно происшествие: зубчатый ремень оборвалс€, клапаны погнулись. √оловку сн€ли, все, что надо, заменили, но глубоко в двигатель залезать не стали Ч не тот, вроде бы, случай. ј зр€ Ч при ударе поршн€ по клапанам действие получаетс€ равным противодействию. » шатун может еще немного деформироватьс€.

¬ общем, когда такой двигатель попадает в ремонт, внешний вид шатунов оказываетс€ весьма обманчивым Ч за мнимым благополучием могут скрыватьс€ серьезные дефекты Ч следы прошлых поломок и нештатных ситуаций в эксплуатации. ¬ы€вить их не так просто. Ќо что вы скажете, если в двигатель при сборке попадает €вно дефектный шатун?

—тандартна€ ситуаци€ Ч застучал шатунный вкладыш. ћногие механики сразу бросаютс€ в бой: ну просто бегут со всех ног шлифовать коленчатый вал в следующий ремонтный размер. —просите у них, где шатун, который сто€л на поврежденной шейке? Ѕольше половины ответ€т, что он нормальный. ј некоторые, особо умелые, вообще себ€ не утруждают-вынимают, а затем став€т коленвал с новыми вкладышами, даже не разбира€ двигател€.

ћежду тем шатун после перегрева, задира, расплавлени€ или проворачивани€ вкладышей повреждаетс€ со стопроцентной веро€тностью. Ёто покажут не только измерительные приборы, но и просто внешний осмотр: нижн€€ головка будет иметь характерный перегретый вид со следами цветов Ђпобежалостиї, а ее отверстие станет некруглым, овальным.

Ќе лучше обстоит дело и с верхней головкой шатуна.   примеру, выпрессовали палец, нагрели шатун, установили новый поршень с пальцем. ј померил ли кто-нибудь нат€г пальца в отверстии головки? ћногим некогда, тороп€тс€, у других даже приборов нет проверить. “олько когда потом палец вылезет и продерет цилиндр, будет поздно Ч повторный ремонт, скорее всего, окажетс€ дороже и сложнее первого.

ѕочему палец может вылезти из отверсти€, пон€тно Ч нат€г слишком мал или его нет совсем. ј это вполне возможно, если, например, в прошлом Ђремонтеї верхн€€ головка была сильно перегрета перед сборкой шатуна с поршнем (такое бывает при использовании ацетиленокислородной горелки).

¬ конструкци€х с плавающим пальцем нередко оказываетс€ изношенной бронзова€ втулка верхней головки шатуна. ѕричем оценить степень износа на ощупь, без измерений, практически невозможно. ќсобенно обманчива€ картина возникает в случае, если палец смазан маслом Ч люфт пальца не чувствуетс€ даже при большом зазоре во втулке.

“аким образом, без соответствующей проверки нельз€ определить ни дальнейшую пригодность шатуна к работе, ни объем необходимого ремонта. ѕоэтому главный вопрос Ч этоЕ

 ак проверить шатун?

ѕроверка шатуна обычно проводитс€ в несколько этапов. Ќачинают чаще всего с проверки геометрии отверстий. ƒл€ этого шатун разбирают, моют, а затем собирают с зат€жкой болтов (гаек) креплени€ крышки рабочим моментом. ƒалее нутромером провер€ют диаметр отверсти€ нижней головки Ч он должен соответствовать размеру, рекомендованному заводом-изготовителем, а все отклонени€ формы отверсти€ (эллипсность) должны укладыватьс€ в допуск на размер отверсти€ (обычно 0,015 мм). јналогичным образом провер€ют и верхнюю головку шатуна. «десь контролируют отклонени€ формы (эллипсность не более 0,01 мм), а также величину диаметра отверсти€, котора€ должна обеспечить гарантированный минимальный нат€г в прессовом соединении с пальцем (0,02-0,025 мм) или максимальный зазор во втулке (0,015-0,02 мм) Ђплавающегої пальца.

¬се эти измерени€ выполнить несложно, нужно лишь врем€ и аккуратность. ƒругое дело Ч проверить деформацию стержн€ шатуна.

ƒеформаци€ стержн€ обычно выражаетс€ в том, что оси верхней и нижней головок шатуна оказываютс€ непараллельны. »змерить эту непараллельность наиболее точно можно с помощью специального измерительного прибора или приспособлени€.   сожалению, пока наличие подобных приборов на —“ќ или в мастерских скорее исключение, чем правило. ѕоэтому иногда примен€ют более простые методы проверки, не требующие дорогосто€щей оснастки.

ќдин из возможных альтернативных способов Ч проверка на поверочной плите. Ўатун кладетс€ на плиту, и покачиванием определ€етс€, насколько он деформирован. –азновидность способа-прикладывание к боковой плоскости шатуна лекальной линейки и оценка непараллельности плоскостей верхней и нижней головок. »ногда шатуны провер€ют Ђна скалкеї Ч надевают с малым зазором несколько шатунов верхней головкой на стержень, а деформацию оценивают по просветам между боковыми плоскост€ми нижних головок шатунов. Ќо так или иначе, а подобные способы измерени€ получаютс€ неточными и дл€ некоторых шатунов вообще не год€тс€ (шатуны с разной шириной верхней и нижней головок). ѕрактика, тем не менее, показывает, что стремитьс€ точно измерить непараллельность осей отверстий головок совсем не об€зательно Ч достаточно и приближенных способов. ќбъ€сн€етс€ это тем, что параллельность осей нетрудно восстановить с помощью правильно выбранной технологии ремонта.

ѕосле того, как шатун проверен, можно приступать к ремонту. —разу оговоримс€ Ч отремонтировать удаетс€ шатун с любым из описанных выше дефектов. ѕравда, при этом требуетс€ оценить эффективность ремонта Ч с точки зрени€ надежности двигател€ в последующей эксплуатации и экономических соображений. ѕоследнее часто €вл€етс€ причиной отказа от ремонта в пользу покупки новых шатунов (дл€ некоторых отечественных двигателей ремонт иногда получаетс€ близким к замене по стоимости). ќднако приобретенные новые шатуны нередко оказываютс€ хуже по качеству (см. є 10/1999). Ёто значит, что альтернативы ремонту практически нет. ¬есь вопрос лишь в томЕ

 ак правильно отремонтировать шатун?

“о, что шатун Ч деталь дл€ ремонта серьезна€, Ч свидетельствуют факты: все иностранные фирмы-производители станков дл€ ремонта деталей двигателей имеют в своей программе и станки дл€ ремонта шатунов. ѕоэтому без хорошего оборудовани€ братьс€ за такое дело бессмысленно Ч ошибка будет стоить дорого.

Ќе менее важен еще один факт: при серийном заводском ремонте двигателей западные фирмы ремонтируют шатуны в об€зательном пор€дке. “ак что шатунов, поставленных в двигатель без ремонта, как это еще делают у нас в –оссии, вы там не увидите.

—тандартным видом ремонта шатунов можно назвать ремонт отверсти€ нижней головки при небольшом отклонении его размера от исходного (номинального) значени€. —уть этой операции сводитс€ к тому, что диаметр отверсти€ восстанавливаетс€ до номинального размера, заданного заводом Ч изготовителем двигател€.

“ехнологи€ такого ремонта достаточно проста. ¬начале крышку шатуна Ђзанижаютї (т. е. обрабатывают) по плоскости разъема на небольшую величину Ч около 0,05-0,1 мм. Ёто может быть выполнено различными способами, включа€ шлифование, фрезерование или (при небольшом припуске) притирку. ƒалее шатун собираетс€, болты зат€гиваютс€ рабочим моментом, после чего отверстие обрабатываетс€ в номинальный размер.

ƒл€ обработки отверсти€ в рамках этой технологии чаще всего используютс€ горизонтально-хонинговальные станки Ч они обеспечивают высокую точность (отклонение размеров и формы отверсти€ в пределах 0,005-0,010 мм) и производительность.

ќднако применение данной технологии возможно только при малых деформаци€х или износе отверсти€ нижней головки. ƒело в том, что при хонинговании базирование шатуна на станке выполн€етс€ по поверхности самого отверсти€. ј это значит, что перекос осей головок, если он имел место до ремонта, сохранитс€ и после него. Ѕолее того, возможен и дополнительный перекос, если отверстие сильно повреждено, и требуетс€ большой припуск на его обработку.

¬ подобных случа€х примен€ют растачивание отверстий. Ётот процесс существенно отличаетс€ от предыдущего. “ак, нередко приходитс€ Ђзанижатьї плоскость разъема не только крышки, но и самого шатуна, иначе около разъема могут остатьс€ необработанные участки поверхности.  роме того, в процессе растачивани€ отверсти€ обеспечиваетс€ строга€ параллельность осей отверстий головок, поскольку за базу принимаетс€ одно из отверстий.

–астачивание выполн€етс€ на специализированных расточных станках дл€ шатунов, но с помощью специальной оснастки шатун можно расточить и на универсальном станке (к примеру, на токарном). ƒл€ получени€ высокой чистоты обработанной поверхности после растачивани€ проводитс€ финишна€ обработка Ч хонингование.

ѕри ремонте нижней головки следует помнить, что межцентровое рассто€ние между отверсти€ми головок всегда уменьшаетс€, причем тем больше, чем больше припуск на обработку отверсти€. Ёто может быть критично дл€ дизелей, где укорочение шатуна даже на 0,1 мм заметно уменьшает степень сжати€ и негативно вли€ет на работу данного цилиндра.

¬ыдержать требуемое межцентровое рассто€ние удаетс€ с помощью обработки отверсти€ верхней головки шатуна. —уть этой технологии в том, чтобы заменить в верхней головке втулку и точно расточить отверстие под палец (втулка всегда имеет припуск в пределах 0,3-0,5 мм), прин€в за базу отверстие нижней головки и обеспечив заданное межцентровое рассто€ние. “очно так же поступают и в случае, когда втулка верхней головки изношена и требуетс€ ее замена.

ќписанные технологии ремонта обеспечивают высокую надежность работы шатунов и применимы дл€ подавл€ющего большинства двигателей. Ќо все-таки из любых правил есть исключени€. ѕоэтому иногда бывает полезно знатьЕ

Ќекоторые Ђхитростиї в ремонте шатунов

—овременные высокофорсированные двигатели характеризуютс€ очень высокой нагруженностью деталей, в том числе шатунов. ѕри неисправности системы смазки, когда происходит задир и расплавление вкладышей, нижн€€ головка шатуна испытывает значительный перегрев, при котором в материале по€вл€ютс€ большие остаточные напр€жени€ и деформации. ¬ дальнейшей эксплуатации после ремонта нижн€€ головка может снова деформироватьс€, если в процессе ремонта напр€жени€ не будут сн€ты, к примеру, старением (выдержка при температуре около 200∞—).

ѕерегрев нижней головки нередко приводит и к перегреву шатунных болтов, прочность которых при этом падает. ƒл€ исключени€ непри€тностей (обрыв болта) рекомендуетс€ замен€ть болты на новые.

ƒл€ некоторых двигателей (из отечественных стоит упом€нуть  амј«) при ремонте не требуетс€ обработка плоскости разъема Ч достаточно расточить отверстие в ремонтный размер под соответствующие ремонтные вкладыши. Ќапротив, р€д моделей двигателей Opel, Ford, BMW имеют полученный в результате хрупкого излома так называемый Ђколотыйї стык крышки с шатуном, что делает ремонт нижней головки невозможным традиционными методами.

ќтметим, что на отдельных модел€х моторов Volvo, Mazda, Alfa Romeo разъем крышки выполнен со шлицами. ѕодобные шатуны также ремонтопригодны, но занижение Ђшлицевойї поверхности перед ремонтом Ч весьма трудоемка€ операци€.

≈сли в верхней головке шатуна нат€г недостаточен дл€ фиксации пальца, единственный способ ремонта Ч использование пальца с увеличенным диаметром. “аким же способом можно восстановить зазор в отверстии и без замены втулки. ¬ некоторых случа€х данное решение оказываетс€ единственным Ч например, дл€ шатунов с Ђплавающимї пальцем, не имеющих втулки (некоторые двигатели GM). ѕри этом отверстие предварительно хонингуетс€ дл€ восстановлени€ его геометрии.

ѕосле ремонта за счет сн€ти€ металла нижн€€ головка шатуна становитс€ легче. ≈сли припуск при обработке был значительным и отличалс€ дл€ одного комплекта шатунов, то нелишней будет проверка, а возможно, и подгонка шатунов по массе. ƒл€ отечественных моторов требование подгонки массы становитс€ об€зательным, учитыва€ нестабильное качество изготовлени€. Ёта работа требует аккуратности, как и все другие операции по ремонту шатунов, но только так можно быть уверенным в том, что отремонтированный шатун пройдет не меньше нового.



ƒругие наши статьи...







“очно определить, параллельны ли оси отверстий головок, можно с помощью специальных измерительных приспособлений фирмы Sunnen.




ѕроще всего измерить геометрию отверсти€ нутромером (а), но иногда используют и специальные приборы








ƒл€ обработки плоскости разъема служит cпециализированный станок фирмы Sunnen (а), но с тем же успехом это можно сделать на универсальном оборудовании, если использовать специальную оснастку (б).








—пециализированный расточный станок дл€ шатунов Ч оборудование не из дешевых (а). јльтернативное решение Ч токарный станок со специальной оснасткой (б).




’онингование Ч основной способ окончательной обработки отверстий шатунов, примен€етс€ как финишна€ операци€ после растачивани€.




ѕосле грамотного ремонта восстановленный шатун трудно отличить от нового.





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