Что делать, если коленвал неисправен?

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. 

Коленвал – это что? Устройство, назначение, принцип работы

Коленвал – это один из главных элементов двигателя. Он является частью кривошипно-шатунного механизма. Она имеет сложное устройство. Что собой представляет данный механизм? Давайте рассмотрим.

Устройство и назначение

Коленчатый вал воспринимает усилия от поршня и преобразует их в механическую энергию. На этот механизм воздействуют силы вращения. Работает он постоянно под высокой нагрузкой. Поэтому, чтобы деталь не вышла преждевременно из строя, коленчатые валы изготавливают из качественных, высокопрочных чугунных сплавов. Затем все детали закаляются током высокой частоты. Различают валы с двойным противовесом или вовсе без противовеса. Располагается колневал двигателя непосредственно в корпусе мотора. Что касается конструкции, то она в целом зависит от двигателя.

Вспомогательные механизмы

Итак, зная, для чего предназначен коленвал двигателя и какие силы воздействуют на него во время работы, можно понять, почему сопряжения между щеками и шатунными шейками немного закруглены. Это позволяет предотвратить преждевременные разрушения. Между щек расположена шатунная рейка. Механики, которые обслуживают двигатели, называют ее «коленом». Она предназначена для того, чтобы обеспечивалось равномерное воспламенение, чтобы работа двигателя была максимально уравновешенной, чтобы на вал действовали минимальные крутильные и изгибающие силы. Коленвал это – деталь, работающая при высоких оборотах. Вращение шатунов и самого вала на опорах обеспечивается за счет подшипников скольжения. Установлены упорные элементы на крайней или средней коренной шейке. В задачи этого подшипника входит предотвращение осевых смещений и перемещение механизма.

Работа коленчатого вала изнутри

Принцип работы в целом простой. Когда поршень максимально удален, щеки и шатун коленчатого вала выстраиваются в одну линию. В этот момент в камерах сгорания воспламеняется топливо и выделяются газы, которые двигают поршень к коленчатому валу. С поршнем движется и шатун, головка которого проворачивает коленчатый вал. Когда последний развернется, шейка шатуна движется вверх и с ней перемещается поршень.

Система смазки

Важную роль играет смазка. Коленвал – это деталь вращения, а значит, он будет испытывать трение. От общей смазочной магистрали к опорам шеек обеспечен подвод смазки. Затем по каналам в щеках масло попадется и к шейкам шатунов. Смазка значительно повышает износостойкость всех деталей вала.

Неисправности

В силу высоких нагрузок данный механизм выходит из строя. Среди типовых неисправностей можно выделить ускоренный износ шеек. Он связан с проблемами в блоке цилиндров. Также нередко случаются задиры на поверхностях шеек. Это случается из-за неудовлетворительной циркуляции или отсутствия смазки, либо в связи с нарушением температурных режимов. Царапины на поверхностях шеек можно видеть особенно часто. Необходимо различать просто царапины и трещины, которые образуются вследствие усталости металла. Нередко случаются биения и прогиб детали. Это особенно актуально для двигателей высокооборотистых автомобилей.

Как выполнить замену?

Конечно, при некоторых видах неисправностей можно обойтись ремонтом – шлифовкой либо проточкой. Но иногда восстановить вал не получается. В таком случае можно заменить старый механизм на новый. Кстати, в двигателе это наиболее дорогая составляющая. Особенно в дизельных силовых агрегатах.Прежде чем будет выполнена замена коленвала, проверяются осевые люфты. Это упростит подбор осевых вкладышей. Необходимо найти метки на вкладыше и блоке цилиндров. Они указывают направление установки крышек коренных подшипников. Все детали, которые мешают демонтировать вал, необходимо также снять. В руководствах по ремонту процесс демонтажа описывается по-разному, так как есть 8-ми и 16-клапанные двигатели, с рядной или V-образной системой расположения цилиндров. Затем необходимо установить новый коленчатый вал на место старого – нужно строго соблюдать инструкции производителя автомобиля и не перепутать положение коленвала. Ввиду высокой ответственности все работы нужно производить в специализированном сервисе.

Итак, мы выяснили устройство, назначение и принцип работы коленчатого вала автомобиля.

Как работает коленчатый вал?

На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор. Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

Устройство коленвала и его принцип работы.

Задача коленвала преобразовать возвратно-поступательное движение поршней ДВС в крутящий момент. Коленчатый вал принимает периодические переменные нагрузки от сил давления газов и сил инерции движущихся и вращающихся масс. Является составной частью кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и одним из наиболее дорогостоящих и важных конструктивных элементов двигателя.

Чаще всего коленвал представляет собой цельный конструктивный элемент – являются неразборными. Есть и исключения — разборные коленчатые валы, которые используются на мототехнике, мотоциклах, квадроциклах и т.д. На автомобили устанавливают неразборные коленвалы, которые после возникновения трещин или поломки не восстанавливаются.

По этой причине высока популярность контрактных (б.у.) коленвалов из Японии, Европы, Америки. При покупке коленчатого вала с авторазборки, он как правило, поставляется со вкладышами, снятыми непосредственно с разбираемого автомобиля

В этом случае вопрос «подойдет-не подойдет» не ставится, также немаловажно, что приобретая б.у. запчасть, вы покупаете 100% оригинал

Можно, конечно, приобрести и оригинальный новый коленвал, но цена его будет в разы выше, чем у контрактного. Так, например, б.у. коленвал на Хонду Цивик можно купить за 2 000 рублей, а стоимость нового начинается от 15 000 рублей.

Однако распространены такие виды ремонта коленвала, как балансировка, рихтовка, восстановление механически деформированной поверхности шеек (восстановление задранных шеек коленвала).

Рассмотрим, как устроен коленвал. Он состоит из ряда шатунных и коренных шеек, связаных щеками. Наиболее популярный тип коленвала – полноопорный, в нем коренных шеек на одну больше. Шатунные шейки имеют меньший диаметр, чем коренные. Противовес в коленвале гарантирует плавную работу мотора, поскольку уравновешивает вес поршней и шатунов. Коленом именуют шатунную шейку, расположенную между двумя щеками. Сколько колен в коленвале и как они размещены, зависит от принципа работы цилиндров двигателя, а также его тактности. Шатунная шейка выполняет роль опоры для шатунов.

Поскольку место перехода от шейки к щеке нагружено, для уменьшения нагрузки переход от шейки к щеке выполняется с радиусом закругления. Такой радиус именуют галтелью. Так как галтели существенно удлиняют коленвал, их производят с углублением в шейку или щеку.

Для обеспечения вращения шатунов в шатунных шейках и коленчатого вала в опорах применяются подшипники скольжения. К каждой из опор коренных шеек существует индивидуальный подвод масла, затем масло по каналам в щеках подается к шатунным шейкам.

Отбор мощности с коленчатого вала осуществляется с хвостовика, на который устанавливается маховик. На переднем конце коленвала размещены посадочные места. На них крепятся: шкив привода вспомогательных агрегатов, шестерня привода распределительного вала, а также гаситель крутильных колебаний. Традиционно коленвал производится из стали (для дизельных и турбированных моторов) или чугуна.

Диагностика неисправностей электронным тестированием

Сканер подключается к внутренней автомобильной БСА через особый разъём. Прибор или оборудование имеет сложную прошивку, в обязательном порядке обновленную до последней версии. Диагностика имеет ряд автономных операций.

Подвеска

Проверка ходовой части проводится после обнаружения владельцем машины явных признаков неисправности — заносах передней или задней оси, а также неравномерного износа покрышек или стука при обычном движении и маневрах. Ещё одним характерным симптомом неполадки с подвеской становится ложное срабатывание АБС и увеличение люфта руля. Также КД осуществляется после обнаружения на панели приборов пиктограмм, диагностирующих о неполадках.

Компьютерная диагностика подвески

Подробнее о признаках, когда нужно тестировать подвеску:

• на поворотах слышен стук;
• протектор шин изнашивается неравномерно;
• шум усиливается на бездорожье;
• на скорости автомобиль заносит влево или вправо;
• при движении ощущается тряска;
• не в своё время срабатывает антиблокировочная система.

Перед компьютерной диагностикой ходовую автомобиля проверяют руками. Если имеются большие зазоры между деталями, процедуру КД нужно проводить в обязательном порядке.

Силовой агрегат

Компьютерная диагностика ДВС обязательна в случаях, когда автолюбитель замечает длительное разогревание агрегата, увеличение расхода горючего, потерю мощности.

В ходе электронной проверки измеряется также компрессия.

Появление на приборной панели значка «Чек» всегда беспокоит заботливого владельца машины. Без специального оборудования крайне сложно узнать причину нестабильного поведения двигателя современного автомобиля. Самые распространённые ситуации, когда требуется срочное проведение КД силового агрегата:

• предупреждающие значки на панели — индикатор загорается, когда обнаруживается один из 200 кодов ошибки, связанный с работой двигателя;
• увеличение расхода горючего — при повреждениях воздушного фильтра, датчика расхода воздуха, лямбда-зонда и различных элементов топливной системы, бензин или солярка сгорают с высокой скоростью.

Принцип КД бензиновых и дизельных моторов сводится к расшифровке специальных кодов, показывающих состояние электронных систем. Они выводятся на дисплей устройства в виде определённых символов.

Диагностика двигателя специальным устройством

Специалист должен уметь расшифровывать данные, формировать отчёт с описанием конкретных неисправностей, находить эффективные решения для кардинального исправления работоспособности ДВС.

Коробка автомат

Поводом для тестирования АКПП становятся такие характерные симптомы — коробка включается с рывками, шумит, пробуксовывает и не в состоянии нормально работать. Увеличивается также расход топлива и масла. КД считывает ошибки блока управления автоматом, а также выводит показания датчиков и регуляторов.

Проверка коробки автомат нужна ещё в следующих случаях:

• после загорания на панели приборов индикатора неисправностей;
• перед покупкой машины с вторички;
• раз в год для профилактики.

Если автомобиль с большим пробегом, то диагностировать автомат нужно в обязательном порядке. Также это относится к условиям эксплуатации. Например, если машина оборудована фаркопом и подвержена дополнительным нагрузкам, срок службы автоматической коробки заметно сокращается.

Компьютерное тестирование позволит избежать не нужной замены масла, промывки гидроблока или чистки соленоида. Обычно эти услуги предлагают недобросовестные работники левых сервисов, пытаясь заработать. Всё начинается с жалоб клиента на толчки при торможении, когда переключаешься с третьей скорости на первую. Если провести грамотную диагностику, то сканер мгновенно покажет, что прошивка электронного блока устарела, и автомат нуждается в перенастройке. После установки свежего обеспечения толчки исчезают.

Диагностика АКПП специальным тестером

Шатунная шейка — коленчатый вал

Шатунные шейки коленчатого вала этого дизеля закалены токами высокой частоты. Вкладыши нижней головки шатуна стальные, залиты свинцовистой бронзой.
 

Шатунная шейка коленчатого вала подвергается закалке с последующим отпуском.
 

Шатунные шейки коленчатого вала подвергаются закалке с последующим отпуском.
 

Коленчатый вал автотракторного двигателя.

Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют устройства для центробежной очистки масла от механических примесей ( грязеуловители), которые значительно улучшают очистку масла, поступающего к шатунным подшипникам.
 

Горизонтальный оппозитный четырехрядный многоступенчатый компрессор.

Шатунные шейки коленчатых валов расположены попарно с разворотом на 180 с одной общей щекой. В первых трех ступенях цилиндры 2 и их крышки чугунные литые с рубашками для водяного охлаждения. В следующих ступенях устанавливаются стальные кованые цилиндры с разъемными кожухами для охлаждения. В зависимости от числа цилиндров в ряду и их размеров предусматривается для них одна или две качающиеся опоры. Клапаны в основном кольцевые и дисковые. Для первых двух ступеней скользящие поршни двойного действия, для последующих ступеней — дифференциальные. Уплотнение штоков осуществляется сальниками обычных конструкций. Система смазки механизма движения циркуляционная. К цилиндрам и сальниками масло подается лубрикатором.
 

Шатунные шейки коленчатого вала посредством тяг соединяются со сбегающими концами тормозных лент. Обойма тяги надевается на вал и устанавливается на полувтулках из антифрикционных материалов.
 

Шатунные шейки коленчатого вала, эксцентрик плунжера масляного насоса ( в компрессоре 1КТ) с овальностью и конусностью более допустимой шлифуют. Разрешается оставлять после шлифовки на шатунной шейке вмятины в количестве не более двух общей площадью до 20 мм2 и глубиной до 0 2 мм. Изношенные поверхности вала в местах посадки колец шарикоподшипников и сальника разрешается восстанавливать цинкованием или вибродуговой наплавкой под слоем флюса. Коническую поверхность вала проверяют калибром по краске. Шарикоподшипники заменяют при наличии выкрашивания металла на поверхности шариков, трещин в кольцах, излома сепаратора или износа беговых дорожек. Новые шарикоподшипники надевают на шейки вала с предварительным подогревом в масле до 100 — 120 С.
 

Шатунные шейки коленчатого вала имеют внутренние полости 6 закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.
 

Шатунные шейки коленчатого вала сделаны пустотелыми, а их внутренняя поверхность используется для дополнительной ( центробежной) очистки масла. Для подвода масла от коренных шеек к шатунным просверлены каналы.
 

Шатунные шейки коленчатого вала компрессора могут иметь номинальный или ремонтные размеры.
 

Шатунные шейки коленчатого вала ЗИС-120 полые ( высверлены), что обеспечивает снижение веса противовесов и всего вала в целом.
 

Шатунные шейки большого коленчатого вала обычно обрабатываются на крупных специальных станках, а шатунные щейки вала компрессора при том же выпуске обрабатываются на обычных одно — и многорезцовых токарных и круглошлифовальных станках, но в приспособлениях со смещением оси вращения на величину эксцентрицитета.
 

Шатунные шейки коленчатых валов больших компрессоров обрабатываются на специализированных станках, предназначенных для этой цели. Обрабатываемый коленчатый вал не вращается, а закрепляется неподвижно в специальных центросместительных стойках ( фиг. Стойки состоят из чугунных корпусов /, крышек 2 и вкладышей 3, в которые устанавливаются коренные шейки вала. Стойки крепятся к столу станка болтами.
 

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. 

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. 

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. 

Назначение и устройство коленчатого вала – понятными словами о детали

Даже непрофессиональный механик в двух словах знает назначение и устройство коленчатого вала, так как он является очень важным конструктивным элементом двигателя внутреннего сгорания. Именно в его функции входит воспринимать возвратно-поступательные движения поршней и передавать их в виде крутящего момента вспомогательным агрегатам, а также ротору тягового генератора.

Назначение и устройство коленчатого вала – основные узлы

Зная, для чего нужен коленвал, можно утверждать, что на него в процессе работы воздействуют и крутящие, и изгибающие силы, поэтому для того чтобы он не вышел из строя раньше заданного времени, его износостойкость должна быть высокой. Именно с этой целью такие детали чаще всего изготавливают из высокопрочных легированных сталей, еще встречаются и литые коленчатые валы, изготовленные из высокопрочного чугуна и закаленные токами высокой частоты. Коленвалы бывают без противовесов и с двойным противовесом.

Расположена эта деталь непосредственно в двигателе автомобиля, и его конструкция напрямую зависит от движка. Однако, несмотря на это, в конструкциях абсолютно всех коленчатых валов наблюдается много общего. Так из чего состоит коленвал? В качестве опоры выступают коренные шейки, в основном, применяется конструкция с четырьмя опорами, но встречаются и трехопорные. В шестицилиндровых двигателях расположены валы, у которых семь опор. Для того чтобы деталь была уравновешена, необходим противовес, а если диаметры цилиндров небольшие, тогда применяется одинарный противовес. Благодаря им обеспечивается плавная работа всего двигателя.

Из чего состоит коленвал – вспомогательные механизмы

Выяснив, для чего служит коленчатый вал и какие силы на него действуют, становится понятным, почему сопряжения между щеками и шатунными шейками делаются немного закругленными, это предотвращает преждевременное разрушение. Между двумя щеками располагается шатунная шейка, которая называется коленом, ее предназначение – обеспечивать равномерность воспламенения, уравновешенность движка, минимальные изгибающие моменты и крутильные колебания.

Подшипники скольжения обеспечивают вращение шатунов и коленвала в опорах. На крайней или же средней коренной шейке устанавливается упорный подшипник скольжения, в его задачи входит предотвращение осевых перемещений детали. Учитывая количество деталей, которые должны четко работать все вместе, нетрудно догадаться, как тщательно балансируется эта деталь в процессе изготовления, но все равно иногда обнаруживается дисбаланс, правда, происходит это еще на этапе испытаний, и в продажу такой агрегат не попадет.

Как работает коленвал – взгляд изнутри

Принцип работы коленчатого вала заключается в следующем. В момент максимального удаления поршня щеки и шатун коленвала вытягиваются в одну линию. В это время в цилиндрах начинает гореть топливо, и, соответственно, выделяются горючие газы, которые перемещают поршень по направлению к коленвалу. Вместе с ним также перемещается и шатун, нижняя головка которого поворачивает относительно своей оси коленчатый вал. Как только он развернется на 180°, шатунная шейка начинает движение в обратном направлении, таким образом, перемещается и поршень.

Получается следующая картина: поршень равномерно то удаляется, то приближается к детали, крайние точки поршня называются «мертвыми», так как в этих положениях его скорость равна нулю. Таким образом, мы разобрались, как работает коленчатый вал.

Немаловажную роль играет и система смазки в детали. От общей магистрали к опорам коренных шеек обеспечивается подвод масла, которое подается под давлением. Далее по специальным каналам, расположенным в щеках, это масло подается к шатунным шейкам. Благодаря масляной пленке, повышается износостойкость данных элементов. Кроме того, благодаря давлению масла можно проверить, нуждаются ли шейки коленчатого вала в замене. Определившись, для чего нужен коленчатый вал, можно смело утверждать, что он занимает одну из ведущих позиций среди деталей двигателя.