Коренные подшипники коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания
Коренные подшипники скольжения изготавливаются в виде тонкостенных разрезных сменных вкладышей, устанавливаемых с натягом в точно обработанные цилиндрические гнёзда картера. После затяжки болтами коренные подшипники принимают форму этих гнёзд.
В основе конструкции тонкостенного вкладыша (12) [рис. 1] лежит изогнутая в полукольцо стальная лента, чья внутренняя поверхность имеет покрытие из антифрикционного слоя, состав которого аналогичен составу такого же слоя, нанесённого на шатунные вкладыши. Коренные вкладыши имеют толщину 2-3 мм (для карбюраторных двигателей) и 3-5 мм (для дизельных двигателей).
Рис. 1. Кривошипно-шатунный механизм дизельного двигателя СМД.
1) – Шкив коленчатого вала;
2) – Шестерня привода масляного насоса;
3) – Коленчатый вал;
4) – Шатун;
5) – Втулка верхней головки шатуна;
6) – Поршень;
7) – Стопорное кольцо;
8) – Поршневой палец;
9) – Расширитель;
10) – Поршневое маслосъёмное кольцо;
11) – Поршневые компрессионные кольца;
12) – Вкладыши коренных подшипников;
13) – Упорные полукольца;
14) – Маховик коленчатого вала;
15) – Гайка;
16) – Фланец крепления маховика;
17) – Маслоотражатель;
18) – Шестерня привода газораспределения;
19) – Масляная полость шатунной шейки;
20) – Шатунный болт;
21) – Крышка нижней головки шатуна;
22) – Вкладыш шатунного подшипника;
23) – Противовес;
24) – Маслоотражатель.
Как правило, упорные подшипники (предназначены для ограничения перемещения коленчатого вала основной массы двигателей, в частности дизельных) размещают со стороны маховика. В данном случае при тепловом удлинении вала не происходит изменения зазора в механизме сцепления. Упорные подшипники (в некоторых двигателях) устанавливаются со стороны привода ГРМ (механизм газораспределения) либо у среднего коренного подшипника. В двигателях Д-240, СМД-60 и прочих продольное перемещение коленчатого вала ограничивается посредством четырёх полуколец (13) [рис. 1] и (3) [рис. 2, а)], которые выполнены из сталеалюминиевой ленты и установлены по обе стороны заднего коренного подшипника.
Рис. 2. Коленчатые валы.
а) – Коленчатый вал дизельного двигателя Д-240:
1) – Коренная шейка;
2) – Щека;
3) – Упорные полукольца;
4) – Нижний вкладыш пятого коренного подшипника;
5) – Маховик;
6) – Маслоотражательная шайба;
7) – Установочный штифт;
8) – Болт;
9) – Зубчатый венец;
10) – Верхний вкладыш пятого коренного подшипника;
11) – Шатунная шейка;
12) – Щека;
13) – Галтель;
14) – Противовес;
15) – Болт крепления противовеса;
16) – Замковая шайба;
17) – Шестерня коленчатого вала;
18) – Шестерня привода масляного насоса;
19) – Упорная шайба;
20) – Болт;
21) – Шкив;
22) – Канал подвода масла в полость шатунной шейки;
23) – Пробка;
24) – Полость в шатунной шейке;
25) – Трубка для чистого масла;
б) – Упорный подшипник коленчатого вала карбюраторных двигателей:
1) – Сальник;
2) – Пылеотражатель;
3) – Шкив;
4) – Ступица;
5) – Храповик;
6) – Коленчатый вал;
7) – Крышка распределительных шестерён;
8) – Штифт;
9) – Блок-картер;
10) – Задняя неподвижная шайба;
11) – Передняя неподвижная шайба;
12) – Шпонка;
13) – Вкладыш;
14) – Крышка коренного подшипника;
15) – Штифт;
16) – Упорная вращающаяся шайба;
17) – Распределительная шестерня;
18) – Маслоотражатель;
в) – Коленчатый вал дизельного двигателя ЯМЗ-240Б:
1) – Коренная шейка;
2) – Шатунная шейка;
3) – Роликоподшипник.
Коленчатый вал в двигателях ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 удерживается от осевого перемещения посредством пары стальных неподвижных шайб (10) и (11) [рис. 2, б)], которые установлены с обеих сторон первого коренного подшипника.
Коренные подшипники качения (как правило, роликовые) позволяют снизить потери на трение при умеренной частоте вращения коленчатого вала, а также значительно уменьшить момент сопротивления в процессе прокрутки холодного двигателя [рис. 2, в]. Однако, применительно к многоцилиндровым двигателям (ЯМЗ-240Б), данная схема значительно усложняет конструкцию блок-картера, а также коленчатого вала с подшипниками качения. Помимо этого, в высокооборотных двигателях качение роликов осуществляется с чрезвычайно высокими скоростями и сопровождается повышенным сопротивлением гидродинамического характера. Вследствие этого, с увеличением скоростного режима снижается положительный эффект от использования подшипников качения и их применяют гораздо реже, чем подшипники скольжения.
17*
Как заменить подшипник коленвала: советы и пошаговая инструкция
Поломка осевого подшипника коленвала – явление редкое, поскольку при эксплуатации он не подвергается большим нагрузкам. Но когда поменять подшипник коленвала все же понадобится, вам надо узнать обо всех нюансах ремонтных работ. Поговорим о предназначении этой детали и о том, как правильно снимается старая запчасть и устанавливается новая.
Содержание
- Для чего нужен подшипник в коленвале
- Как заменить подшипник коленвала
- Как производить выпрессовку подшипника
- Как сделать запрессовку подшипника
Для чего нужен подшипник в коленвале
Осевые шарикоподшипники устанавливаются на задней стороне коленчатого вала и призваны поддерживать и центровать первичный вал КП. Главной нагрузке в процессе вращения коленчатого вала подвергаются вкладыши. Действие же осевых нагрузок на подшипник невелико, потому виновником его поломки может стать или конструктивная неисправность, или естественный износ после длительного пробега автомобиля.
В качестве осевых шарикоподшипников коленчатого вала используются обычные подшипники скольжения либо качения. На некоторых машинах описываемая деталь вообще не ставится, а центрируют и равномерно вращают первичный вал коробки подшипники, установленные в КП.
Замена подшипников коленчатого вала является достаточно непростой технической операцией. Дело даже не в том, что требуется снимать б/у автодеталь и ставить новую, а в том, что придется демонтировать большое количество узлов, чтобы подобраться к шарикоподшипнику. В связи с этим важное значение приобретает правильная диагностика поломки, иначе ремонтные работы пройдут впустую.
Как заменить подшипник коленвала
Нередко замена этой детали не проводится сама по себе – одновременно с ней могут менять, например, выжимной подшипник либо комплект сцепления. Не всякий автомобилист решится из-за подобной мелкой неисправности приступать к сложному и трудозатратному ремонту. Если шелест в двигателе появился недавно, то несколько месяцев еще поездить можно.
Но и не затягивайте с ремонтными работами, ведь если подшипник заклинит, то это повредит посадочное место.
Процедура замены детали упростится, если используется следующий инструмент:
- Центрирующая наставка — способствует более легкому введению первичного вала коробки передач в шлицевые отверстия диска сцепления.
- Различные головки и гаечные ключи — требуются, чтобы снять КП и навесное оборудование, которое не позволяет отсоединить коробку от блока двигателя.
- Съемники шарикоподшипников для глухих отверстий.
Для получения доступа к месту ремонта снимите КП или сдвиньте ее подальше. Это же касается навесных устройств, препятствующих извлечению коробки, а также корзины сцепления. Прежде чем снимать последнюю, пометьте маховик. Не забывайте, что установка ведомого диска производится выпуклой стороной к КП.
как заменить подшипник коленвалаКак производить выпрессовку подшипника
Сначала необходимо удалить старую деталь, для чего есть несколько способов:
- Старинный, апробированный вариант, когда используется густая консистентная смазка либо мякиш хлеба.
Также нужно взять наставку с таким внешним диаметром, который чуть уступает внутреннему диаметру шарикоподшипника. Смысл способа в том, что мякишек засовывается в сквозное отверстие подшипникового узла и утрамбовывается с помощью молотка и наставки. Инородное тело начинает оказывать давление на шарикоподшипник, и он покидает посадочное место. - Применение съемника. Этот метод считается простейшим и самым правильным.
- Использование крючка и обратного молотка, правда, это будет невозможно сделать, если шарикоподшипник крепко установлен в задней стенке. Если же нет, то зацепите его за внутреннее кольцо и вытащите.
Также нужно взять наставку с таким внешним диаметром, который чуть уступает внутреннему диаметру шарикоподшипника. Смысл способа в том, что мякишек засовывается в сквозное отверстие подшипникового узла и утрамбовывается с помощью молотка и наставки. Инородное тело начинает оказывать давление на шарикоподшипник, и он покидает посадочное место.Как сделать запрессовку подшипника
Ремонт не принесет пользы, если монтаж нового подшипника коленвала будет осуществлен с перекосом. Сначала произведите очистку посадочного места от пыли и грязи, потом возьмите моторное масло и слегка обработайте им поверхность. При запрессовке новой запчасти можете использовать наставку, у которой наружный диаметр немножко меньше, нежели диаметр внешнего кольца подшипника.
Наставку вы можете получить из старого шарикоподшипника коленвала.
С помощью несильных постукиваний молотка по всей поверхности наставки установите свежую деталь на старое место. Когда вы делали разборку, то должны были запомнить, на какой глубине находился прежний подшипник. Не желательно его забивать, воздействуя на внутреннюю обойму. И помните, как снять подшипник с коленвала, какие элементы для этого демонтируются – все это вы обязательно отыщите в инструкции к вашему автомобилю.
Основы коленчатого вала и кулачковых подшипников двигателя
(Image/Wayne Scraba) Для тех, кто читает это, не должно быть секретом, что подшипники используются для распределительного вала вместе с коренными и шатунными шейками коленчатого вала в автомобильной технике. В то время как в некоторых гоночных приложениях для распределительного вала используется роликовый подшипник (дорогая и несколько сложная конструкция), наиболее распространенными высокопроизводительными подшипниками являются биметаллические или триметаллические вкладыши.
Коренные подшипники и шатунные 9Подшипники 0003 состоят из двух частей, в то время как кулачковые подшипники обычно имеют цельную конструкцию.
При эксплуатации перекачивается масло между поверхностью подшипника и вращающимся кривошипом или кулачковой шейкой. Как результат, верхняя часть вкладыша подшипника обычно гладкая и плоская. Подшипники на жесткой металлической или алюминиевой основе. Это обеспечивает основу для подшипника и поддерживает форму и запрессовку вставки под иногда тяжелые состояния. С триметаллическим подшипником слой на металлическую основу нанесена теплопроводная медь. Далее идет никель барьер с последующей мягкой накладкой. В случае биметаллического подшипника на подложку нанесен алюминиевый связующий слой, за которым следует мягкий подшипник наложение.
Согласно King Engine Bearings , «вторым слоем биметаллического подшипника является накладка. Он относительно толстый. Толщина составляет около 0,012″.
Большая толщина футеровки является очень важной особенностью биметаллических подшипников. Это допускает большие смещения и другие неровности геометрии. Он также обеспечивает хорошую внедряемость как для крупных, так и для мелких инородных частиц.
«Обычно футеровку изготавливают из алюминиевого сплава, содержащего от 6 до 20% олова. Олово служит твердой смазкой и обеспечивает антифрикционные свойства (совместимость, прилегаемость, заделываемость).
«Другой добавкой является от 2 до 4% кремния, диспергированного в алюминии в виде мелких частиц. Твердый кремний упрочняет сплав, а также служит абразивом, полирующим поверхность шейки. Наличие кремния особенно важно для двигателей с чугунными коленчатыми валами.
«Сплав может быть дополнительно усиленный медью, никелем и другими элементами.
«Два основных слоя (сталь и футеровка) связаны друг с другом с помощью связующего слоя из чистого алюминия».
Компания King Bearings отмечает свойства и Преимущества биметаллических подшипников:
- Хорошая усталостная прочность благодаря тонкой микроструктуре и эффекту упрочнения кремния и меди
- Очень хорошая стойкость к заеданию , особенно с коленчатыми валами из чугуна.
- Хорошая втачиваемость . Футеровка толстая, поэтому способна поглощать как мелкие, так и крупные частицы грязи, циркулирующие с маслом
- Хорошая совместимость. В отличие от триметаллических подшипников с тонкими накладками, биметаллические материалы могут компенсировать большие перекосы
- Хорошая износостойкостьc e благодаря относительно твердому алюминиевому сплаву, который тверже, чем мягкие накладки триметаллических подшипников.
Справедливо, но как насчет триметалла? детали подшипника? Вот внутренняя история от людей из King Bearings:
«Помимо несущей стальной задней части, конструкция имеет промежуточный слой, состоящий из медного сплава, содержащего от 20 до 25% свинца в качестве твердой смазки и от 2 до 5% олова. в качестве укрепляющей добавки.
«Третий слой – наплавка на основе свинца (или баббита), наносимая поверх промежуточного слоя.
Сплав на основе свинца содержит около 10% олова, повышающего его коррозионную стойкость, и несколько процентов меди, повышающей прочность наплавки. Толщина наложения составляет всего от 0,0005″ до 0,0008″. Небольшая толщина наплавки триметаллических подшипников ограничивает их антифрикционные свойства, такие как сопротивление заеданию, прилегание и способность к запрессовке. При снятии тонкой накладки (даже частичной) антифрикционные свойства резко падают. Почему бы не увеличить толщину слоя? К сожалению, нагрузочная способность мягкой накладки сильно зависит от ее толщины. Чем тоньше накладка, тем больше ее грузоподъемность. Толщина наплавки является компромиссом между прочностью и антифрикционными свойствами.
«Между промежуточным слоем и накладкой находится тонкий слой никеля. Никель служит барьером, препятствующим диффузии олова из верхнего слоя в промежуточный слой. Толщина никелевого барьера составляет от 0,000040″ до 0,000080″».
Вот свойства и преимущества триметаллического подшипника (от сотрудников King Engine Bearings):
- Очень хорошая усталостная прочность благодаря как прочному промежуточному слою, так и упрочняющему эффекту меди в относительно тонком покрытии.
- Превосходная устойчивость к заеданию , обеспечиваемая покрытием на основе свинца. Стойкость к задиру резко падает, когда наплавка удаляется при прямом контакте металла с металлом
- Отличная заделка мелких частиц грязи
- Отличная прилегаемость при небольших смещениях
«Триметаллический материал работает очень хорошо пока существует оверлей. Однако накладка тонкая и может быть легко удалены с поверхности. Даже частичное обнажение промежуточного слоя привести к резкому снижению несущих свойств.
«В результате триметаллические подшипники более чувствительны к перекосам и перекосам, чем биметаллические подшипники».
King Bearing имеет различные типы подшипники различного назначения. Summit Racing предлагает все виды. Так в чем большие отличия?
Сначала посмотрим на короля биметаллические подшипники и соответствующую серию (серия указана в Саммите Онлайн-каталог Racing, а также указанный в артикуле):
- АМ — самый мягкий биметаллический материал. Он содержит 20% олова, 1% меди и не содержит кремния. Подшипники AM используются в пассажирских
автомобили с мало- и средненагруженными бензиновыми двигателями.
- SI – кремнийсодержащий материал для средненагруженных бензиновых двигателей, особенно двигателей, использующих чугун с шаровидным графитом коленчатые валы.
- HP, имеющий материал, содержащий кремний содержание для высокопроизводительных двигателей средней нагрузки с кривошипами из чугуна с шаровидным графитом а также для высоконагруженных двигателей кратковременного действия.
Он содержит 20% олова, 1% меди и не содержит кремния. Подшипники AM используются в пассажирских
автомобили с мало- и средненагруженными бензиновыми двигателями.Далее рассмотрим триметаллические подшипники King Engine Bearings:
- CP — самый мягкий триметаллический материал для легковых автомобилей с бензиновыми двигателями средней нагрузки. 9Подшипники 0030
- SX имеют более высокую грузоподъемность благодаря более прочному промежуточному сплаву и более твердому и тонкому баббитовому покрытию. Наплавка SX содержит 5% меди вместо 3% в серии СР, а ее толщина уменьшена с 0,0007″ до 0,0005″. Подшипники SX применяются в легковых автомобилях с двигателями со средней и высокой нагрузкой. Подшипники
- XP были разработаны для высоконагруженных высокопроизводительных двигателей. Подшипники XP легко узнать по их характерному глубокому темному цвету, полученному в результате фирменной обработки King для поверхностного упрочнения. Закаленная поверхность обеспечивает значительное увеличение (около 17%) несущей способности по сравнению с обычным подшипником.
Подшипники SX применяются в легковых автомобилях с двигателями со средней и высокой нагрузкой. ПодшипникиНекоторые подшипники (Кинг и др.) выпускаются с полимерным покрытием. Как правило, эти покрытия основаны на полимере с добавками в виде мелких частиц твердые смазки (например, дисульфид молибдена, графит, фторопласт). полимер покрытия, нанесенные на обычный высокопроизводительный триметаллический подшипник, довольно популярен.
Основное назначение этих покрытий
приложений заключается в обеспечении дополнительной защиты от износа, который может быть вызван отсутствием
масляной пленки. Хороший пример — холодный пуск.
По данным King Engine Bearings, их запатентованное «pMaxKote» представляет собой нанокомпозитное полимерное покрытие, наносимое на заводе. Повышает износостойкость и защищает подшипники в периоды недостаточной смазки. pMaxKote содержит керамические нанокомпозитные частицы и твердую смазку. Он действует как четвертый слой поверх трехметаллической несущей конструкции pMaxBlack без изменения исходных размеров толщины стенки».
FYI подшипники King с покрытием не увеличивают общую толщину подшипника. В линейке подшипников King Engine Bearings, продаваемой Summit Racing, подшипники pMaxKote можно идентифицировать по букве «C» в номере детали. Они также указаны как «подшипники с покрытием» в каталоге Summit Racing.
***
Как видите, подшипники двигателя — это нечто большее, чем кажется на первый взгляд. На следующих фотографиях мы углубимся в подшипники и познакомим вас с некоторыми дополнительными функциями.
Некоторые на самом деле довольно удивительны. Ознакомьтесь с ними:
(Изображение/Уэйн Скраба) Вполне возможно смешивать и подбирать подшипники с покрытием под размеры, чтобы получить значение зазора, требуемое для вашего применения. Только не смешивайте обычные подшипники с подшипниками с покрытием. (Image/Wayne Scraba) Это «узкие» подшипники. Это означает, что подшипник рассчитан на работу с коленчатыми валами с большим радиусом закругления (см. следующее фото). (Изображение/Уэйн Скраб) (Изображение/Уэйн Скраб) 9Подшипники коленчатого вала Хонда 0000 ОЭМ главные подшипники коленчатого вала Хонда ОЭМ главные Пн.-Пт. 9:30–18:30
[email protected] или [email protected]
|
Мы производим так много двигателей, что многие из этих подшипников есть на складе. Все двигатели серии B, а также двигатели серии K имеют одинаковую конструкцию коренных подшипников. Все коренные подшипники коленчатого вала серий B и K имеют «верхний» и «нижний» подшипник. Верхние и нижние отличаются друг от друга. Верхний подшипник имеет канавку или канал в центральной части подшипника, а нижний подшипник — нет. Обязательно убедитесь, что вы заказываете подшипники правильно и в правильном количестве верхних и нижних. Всего на коленчатом валу имеется 5 верхних и 5 нижних коренных подшипников, всего 10 отдельных коренных подшипников.
