• На главную
  • В избранное
  • Карта сайта
  • Пишите нам
  • Ваш заказ
  • Скачать прайс

"Коленопреклонение"

"Коленопреклонение"
Раздел: Оборудование для ремонта ДВС
Журнал: "Новости Авторемонта" (www.remontauto.ru)
№ журнала: ноябрь, 2002
Дата публикации: 01.11.2002
За полгода наших с вами встреч мы последовательно прошли по основным компонентам автомобильного сердца – двигателя, изучили способы и средства их лечения – ремонта. И вот, наконец, добрались до того, что в народе называют «коленом». Которое зачастую в буквальном смысле заставляет владельца авто встать на колени. Ведь коли дело дошло до разборки мотора, коленвал проверить надо обязательно. А практика показывает, что крайне редко все поверхности коленвала остаются в идеальном состоянии. Чего только с ним не бывает! Повышенный износ, задиры на шейках, забивание масляных каналов, биение и трещины… То есть поработать с ним придется основательно. Конечно, следуя распространенной за рубежом практике, можно пойти самым простым путем – путем замены. Но мы-то с вами в России. И лечить привыкли даже то, что «не лечится». А вот как, в какой последовательности и какими способами можно подлечить «колено», мы и поговорим сегодня.
Проверка пульса
Работа по ремонту коленвала начинается с его дефектовки. Коленвал надо тщательно очистить от масла и уложить крайними коренными шейками на специальные опорные призмы. Первым делом замерим биение коленвала циферблатным микрометром, закрепленным на устойчивой опоре. Затем обычным микрометром проверим износ шатунных и коренных шеек. Шатунные шейки всегда изнашиваются раньше коренных. Если хоть одна не вписывается в последний ремонтный размер, то коленвал придется отправлять в наварку. Перед наваркой его обязательно следует проверить магнитным дефектоскопом. Если хоть где-то найдется трещина, то другого выхода, кроме как отправка бедного «колена» в металлолом, не будет.
Если окажется, что шейка получила значительные повреждения при эксплуатации, например, глубокий износ – «перепрыгнула» сразу через следующий ремонтный размер, то можно предположить, что во время работы она сильно перегревалась. Такое бывает, в частности, при проворачивании вкладышей на этой шейке. При чрезмерном нагреве в аварийной шейке возникают большие внутренние напряжения, которые могут при дальнейшей работе двигателя привести к поломке вала. Например, послеремонтными поломками по этой причине частенько страдают коленвалы двигателей Isuzu.
Другая проблема, биение коленвала, обычно возникает из-за изгиба по перегретой шатунной шейке. Небольшой изгиб «колена» можно попытаться выправить, но надо всегда учитывать, что его надежность сильно понизится.
На биение коленвала менее 0,1 мм можно не обращать внимания, так как оно устраняется при перешлифовке шеек. Обычный шаг ремонтных размеров вкладышей cоставляет 0,25 мм, так что суммарное биение коленвала (0,1+0,1=0,2 мм) вписывается в этот размер. Ну а если биение вала превышает 0,1 мм, то его придется сначала править, а только затем перешлифовывать.
Кроме износа шеек и биения, у проверяемого коленвала могут быть еще дефекты, требующие отдельной проверки. Сначала следует осмотреть посадочные места под передний и задний сальники. Иногда резиновому сальнику удается проточить на их поверхностях довольно глубокие канавки. Перешлифовка сальниковых поверхностей коленвала возможна не более чем на 0,2 мм, а дальше сальник просто начнет пропускать масло. Биение этих поверхностей уже совсем недопустимо – достаточно 0,04 мм, чтобы сальник перестал работать. Наварка и перешлифовка при таких износах становятся необходимыми.
Наконец, еще одним дефектом, который иногда можно обнаружить у коленвала, является износ хвостовика. Из-за него шкив начинает качаться на валу, что обычно приводит к разрывам ремней привода генератора, кондиционера, насоса гидроусилителя и т. п. Как известно, кондиционер в самых тяжелых режимах может забирать до 13% мощности мотора. Привод на кондиционер осуществляется через шкив, сидящий на хвостовике коленвала, на который, соответственно, воздействует нагрузка, пропорциональная отбираемой мощности.
Поскольку шкив фиксируется на хвостовике в основном за счет плотности посадки и силы затяжки болта, от состояния хвостовика коленвала во многом зависит стабильность работы двигателя. При заметном износе хвостовика его придется наваривать и шлифовать до штатного размера.
У коленвала на заднем торце есть отверстие под маленький подшипник. В этом подшипнике вращается первичный вал КПП, на котором размещен диск сцепления. Отверстие под этот подшипник должно быть строго соосно с коренными шейками и сальниковыми поверхностями коленвала. Эта соосность контролируется еще на заводе и у всех импортных и большинства российских машин не требует проверки при ремонте. Иное дело – коленвалы ГАЗ. На них стоит проверить этот параметр и, возможно, начать работу по ремонту с перешлифовки поверхности заднего сальника для устранения несоосности с посадочным местом под этот подшипник.
Горячие процедуры
Говорят, можно восстанавливать коленвал наваркой. По нашему мнению – крайний случай, от, как говорится, безысходности. К наварке можно прибегнуть только в том случае, если шейки коленвала уже не проходят ни в какие ремонтные размеры. Еще «живые» шейки ни в коем случае не следует наваривать, потому что «горячие процедуры», по большому счету, на пользу металлу не идут никогда.
Для восстановления диаметра цилиндрических элементов коленвала разработано и применяется несколько технологий. Основные методы – это наварка, наплавка и напыление металла на коленвал. Общим недостатком всех этих технологий является то, что с их помощью происходит восстановление только геометрических размеров и формы, но не прочностных характеристик поверхностей. Минусом является также нагрев шеек. Коленвал работает в условиях усталостных нагрузок, а во время восстановления к остаточным напряжениям в шейке добавляются новые, вызванные локальным перегревом в процессе наварки. Вероятность последующего излома по этой шейке резко повышается. Однако делать это иногда все же приходится. Для восстановления шеек коленвала путем электроконтактной приварки стальной ленты еще в советские времена было сделано много хороших станков, которые неплохо работают и по сей день. Тонкая лента из стали 45Х накручивается на шейку коленвала и при этом непрерывно проваривается специальными дисковыми электродами одновременно с двух сторон шейки. Постоянное охлаждение водой производит закаливание шеек непосредственно в процессе наварки. Эта технология еще в советские времена разработана объединением «Ремдеталь» для ремонта сельскохозяйственной техники.
После наварки обычно возникает коробление коленвала по той шатунной шейке, которую, собственно, наварили. Несмотря на активное охлаждение, локальный перегрев шейки все же происходит, и, как правило, его достаточно для возникновения биения коленвала. Так что почти всегда после наварки шатунной шейки коленвал придется подвергать правке посредством «грубой физической силы».
Помощь костоправа
В зарубежной практике ремонта коленвала его правку, как правило, не применяют. Коленвал с заметным биением считается неремонтопригодным. В качестве компромиссного решения применяются дешевые ремкомплекты, состоящие из коленвала и вкладышей. Дешевизна объясняется тем, что коленвалы берут из «вторичных ресурсов», с разборки старых автомашин. Эти коленвалы тщательно отбраковывают и перешлифовывают на ремонтный размер, комплектуя новыми коренными и шатунными вкладышами. Такие комплекты производятся в основном в США для японских и американских двигателей.
В таком подходе к ремонту есть своя «сермяжная правда». Дело в том, что «родная» поверхность шеек коленвала во всех случаях предпочтительнее, чем наваренная, наплавленная или напыленная, а потом перешлифованная. Как показывает практика, ходимость коленвала, переточенного на ремонтный размер, все равно выше, чем восстановленного.
Не говоря уже о том, что после наварки, как правило, требуется правка коленвала – операция весьма и весьма рискованная. Рискованная тем, что коленвал может попросту лопнуть, сломаться. Однако в российской практике правка коленвалов широко применяется, по крайней мере, для ликвидации небольших биений. Несмотря на частое использование правки в ремонте, излом коленвала во время работы двигателя после ремонта является весьма редкой поломкой. Так что, как нам кажется, можно рекомендовать небольшую правку коленвала как допустимую операцию при его ремонте.
Выправить поведенный коленвал можно несколькими способами.
Во многих старых руководствах советуют применять метод двойного перегиба. Концы коленвала жестко фиксируют, а к месту наибольшего биения прикладывают усилие, изгибающее коленвал в обратную сторону. Для перегиба коленвала, как правило, применяется 10-тонный гидравлический пресс. Сгибать коленвал следует на двойную величину замеренного биения. После снятия нагрузки он должен, по теории, встать в правильное положение. Однако в любом случае эта операция всегда напоминает лотерею – никогда заранее не знаешь, лопнет ли при этом коленвал. Дело в том, что первоначальный изгиб возникает в одной коренной шейке, а при описанной технологии правки усилие прилагается ко всему коленвалу. Соответственно, и лопается при перегибе он обычно не по аварийной шейке, а где-нибудь еще. Этот способ можно рекомендовать только для очень редко встречающихся стальных коленвалов. К тому же, как показывает практика, чугунным деталям почти невозможно вернуть прежнюю форму. На фирме «Иномотор» такой способ используют только для правки рулевых реек, тем самым обходясь без замены дорогостоящей детали.
Неплохим способом правки является метод чеканки галтелей коленвала. При нем нет риска сломать дорогую деталь двигателя, но пределы возможной правки невелики. Не более 0,3-0,4 мм биения коленвала.
Галтели, между которыми расположена шатунная шейка, при ее короблении всегда сближаются. Аккуратными ударами молотка по специально затупленному зубилу, которое упирают в нужную точку коленвала, можно попытаться вернуть галтели в первоначальное положение. Эту работу должен делать опытный мастер, хорошо чувствующий, в какую именно точку коленвала и с какой силой следует бить. Не забывая при этом, что скрытая трещина в «колене» почти всегда приводит к его разлому.
Третьим и последним способом правки коленвала является так называемый «метод локального перегиба». Этот способ надежен, эффективен, но применяется только одним человеком в России – его автором, инженером Буравцевым из НАМИ. Идея метода сходна с двойным перегибом, только усилие прилагается не на весь коленвал, а только на изогнувшуюся коренную шейку. Чтобы создать достаточное давление для перегиба, потребуется гидравлический пресс, развивающий усилие в 100 т. Буравцев легко устраняет биение в 0,7-0,8 мм, а однажды для фирмы «Иномотор» он даже выправил коленвал, покоробленный на 1,5 мм!
В целом, работу по правке сильного биения коленвала лучше считать нежелательной при серьезном ремонте двигателя. Если есть возможность, лучше уговорить клиента раскошелиться на замену старого коленвала на новый или хотя бы на хороший перешлифованный старый.
Целительный массаж
Без него не обойтись ни при каких обстоятельствах. Как бы ни ремонтировался коленвал, что бы с ним ни делали, главной операцией всегда будет перешлифовка шатунных и коренных шеек. При этой работе особое внимание надо обратить на биение сальниковых поверхностей (допустимо до 0,03 мм). У коленвалов иногда встречается несоосность сальниковых поверхностей и технологических центрирующих конусных фасок на торцах коленвала. Поэтому работу по перешлифовке следует начинать с проверки этой соосности. Для этого коленвал закрепляют в станке с помощью центров, упирающихся в конусные фаски. Если при этом биение сальниковых поверхностей превысит 0,03 мм, то центрирующие фаски придется править на токарном станке. Только после этого можно приступать собственно к перешлифовке коленвала на ремонтный размер.
Эта работа всегда начинается со шлифовки шатунных шеек. Для этого коленвал фиксируется в специальных патронах со встроенными центросместителями. По стандарту, несоосность осей коренных и шатунных шеек на длине 1 метр не должна превышать 0,05 мм. Затем шлифуют коренные шейки. Эту работу иногда делают в тех же патронах, но точнее и качественнее базировать коленвал в специальных центрах по его центрирующим конусным фаскам. Для ускорения процесса обычно берут несколько коленвалов, устанавливают на станок патроны и шлифуют шатунные шейки сразу у всех. Затем снимают патроны и шлифуют коренные шейки на центрирующих фасках.
Очень ответственный момент в этих работах – это скорость шлифования. Если слишком гнаться за выработкой, то легко перегреть шейки и запороть работу. Точных рекомендаций здесь дать невозможно, опытный мастер обычно сам чувствует, с какой скоростью подачи оптимально шлифовать конкретный коленвал.
Станки для шлифовки коленвала традиционно производят в городе Лубны на Украине. Их обычно так и называют «лубнинские станки». Выпускаемый почти без изменений с советских времен новый такой станок стоит $32-34 тыс. Фирменные новые стоят от $40 000 и выше. Довольно дешево может обойтись старый советский станок, но ему наверняка потребуется серьезный капремонт. Есть фирмы, продающие такие станки уже отремонтированными, но брать их невыгодно, так как просят за них слишком дорого.
Некоторые глубоко научные руководства требуют в заключение ремонта коленвала в обязательном порядке проводить его балансировку. Однако, как считает наш консультант Владимир Хрулев и как показывает практика, почти всегда после ремонта баланс коленвала оказывается в норме. Балансировка необходима при изготовлении, а не при ремонте коленвала. Не зря, например, на крупнейшем в Европе заводе по восстановлению двигателей VEGE–MOTOREN вообще нет балансировочного станка. Лишь в двух случаях балансировка является обязательной. Во-первых, при замене коленвала. В этом случае его сначала балансируют отдельно, а потом уже вместе с маховиком и шкивом. Во-вторых, при ремонте высокофорсированных спортивных моторов, работающих с большими нагрузками на высоких оборотах.
Исключением снова оказались коленвалы ГАЗ. Качество их изготовления таково, что балансировка после ремонта для них является просто обязательной.
Достаточно легко балансировать симметричные коленвалы, которые, как правило, составляют более 80% общего количества валов, попадающих в ремонт. Такие валы используются в четырех- и шестицилиндровых рядных моторах. А вот балансировать несимметричные коленвалы из V-образных моторов гораздо сложнее. На такие коленвалы надо надевать имитаторы вращающихся грузов (нижних головок шатунов). На современных западных станках для решия этой проблемы предусмотрены специальные противовесы с навесными грузиками. Их вес можно точно подобрать под любой существующий коленвал. Такие балансировочные станки выпускают многие фирмы, среди них хорошие отзывы заслужила модель DCB-750 SUNNEN. Правда, цена – около $35 тыс. – делает его рентабельным только при больших объемах таких работ.
По окончании ремонта стоит еще раз уложить коленвал на те же измерительные призмы, провести финишный осмотр и окончательно проверить точность проведенного ремонта и отсутствие внешних повреждений. Заодно проверяется чистота масляных каналов коленвала. И вот теперь, наконец, можно «встать с колен».
Помощь в деле освещения «коленных» проблем и способов их решения нам, как всегда, любезно оказал крупнейший московский специалист по автомобильной «кардиохирургии» – компания «Иномотор».
 
Rambler's Top100