Колінвал - ремонт або заміна на новий?
Коли мова заходить про капітальний ремонт двигуна, від механіків часто чуєш: «Віддам колінчастий вал шліфувальників, прошліфуйте, і все буде як треба. »На жаль,« як треба »виходить рідко, і якісно відремонтувати колінчастий вал не вдається. Чому? Спробуємо розібратися.
Колінчастий вал, без сумніву, одна з головних, якщо не найголовніша, деталь двигуна, що визначає його надійність і довговічність. У цьому переконатися неважко, досить порівняти ціну клонували з ціною будь-який інший деталі двигуна. А раз так, то в разі зносу або пошкодження під час експлуатації автомобіля колінчастий вал треба постаратися відновити - це, начебто, помітно дешевше, ніж купувати новий.
Але при відновленні колінчастого вала треба розуміти: його надійність і довговічність не можуть не знизитись. Тому ремонт, яким би легким і простим він не здавався, може обійтися надто дорого, так як гроші і час в результаті, будуть витрачені даремно.
На жаль, подібна ситуація - не рідкість у вітчизняній практиці. На деяких ремонтних підприємствах колінчастий вал в результаті ремонту іноді набуває майже фантастичні властивості - починають «пропускати» його сальники, виходять з ладу деталі приводу розподільного вала і навіть коробки передач. Трапляється і так, що стрімко падає тиск масла в системі, а при перевірці виявляється, що корінні підшипники швидко зносилися. Часто після ремонту помітно зростають вібрації двигуна, та й працює він занадто шумно. Чому? Причин кілька, але, щоб в них розібратися, спочатку спробуємо відповісти на головне питання:
Що трапилося з коленвалом?
Колінчастий вал - деталь не тільки дуже дорога, але і найбільш навантажена (може, тому й дорога). Сили, що діють на нього, дуже великі. Це сили тиску газів, що передаються при згорянні палива через шатуни від поршнів, а також сили інерції від їх зворотно-поступального (вгору-вниз) руху. Більш того, діючі сили змінні за величиною і напрямком, а значить, намагаються гнути і ламати колінчастий вал одночасно в різних перетинах.
Щоб протистояти таким навантаженням, вал повинен бути жорстким і міцним, причому дуже важлива його втомна міцність, тобто здатність витримувати змінні навантаження.
Одночасно поверхні шийок коленвала повинні мати здатність, протистояти зносу протягом багатьох тисяч годин роботи. Ну а все разом це досягається відповідною конструкцією, матеріалами і технологією обробки колінчастих валів на заводі-виробнику.
При нормальній експлуатації колінвал буде працювати дуже довго. Але трапляється це, на жаль, не завжди. Якщо використовувати масло низької якості та невідомого походження, не контролювати його рівень, міняти масло і фільтр, «коли доведеться», ганяти двигун тривалий час на максимальних режимах, та ще й не дуже прогрітим, то - будьте впевнені - без наслідків для клонували це не пройде .
Задираки і знос, як правило, самі по собі не так страшні, - адже у більшості двигунів шийки коленвала можуть бути перешліфувати в ремонтний (зменшений) розмір, причому навіть не в один, а в кілька. Біда в іншому - задирака супроводжується місцевим нагріванням поверхні шийки, іноді вельми і вельми значним, в сотні градусів. А тут ще масло продовжує надходити. Чим не режим загартування? Після охолодження такий вал обов'язково виявиться деформований. Як? Дуже просто. Та сторона шатунной шийки, яка сприймає найбільше навантаження від шатуна, природно, і розігрівається сильніше. Нагрівання - це розширення, значить, вал буде гнутися так, що щоки кривошипів по обидва боки цієї шатунной шийки виявляться зведеними. Що ж в такому випадку буде з віссю обертання валу? Вона теж зігнеться, а це значить, що порушиться співвісність корінних шийок вала, вал стане відверто кривим. І така ситуація виникає в 99% випадків задирів шийок!
Але як це вплине на ремонт? Ну погнувся вал, і що? Адже є ж ремонтні розміри! Прошліфувати його відразу в другій або навіть у третій ремонт, і всі справи!
Все так в повному обсязі. На практиці ця простота виявляється не тільки оманливою, а й небезпечною.
Як це часто буває, у багатьох майстерень на деформацію вала взагалі не звертають уваги. Беруть і шліфують криві вали, вважаючи, що після цього вони стають прямими. І цього достатньо.
Недостатньо. Адже на кінцях колінчастого вала знаходяться посадкові поверхні шестерень, шківів, маховиків, а також робочі поверхні під сальники. Всі ці поверхні після шліфування кривого вала виявляються Неспіввісність корінним шийок, тобто набувають взаємне биття.
Але найголовніше, вал стане неврівноваженим - його балансування, ретельно виконана на заводі-виробнику, через зсув осей обертання шийок від їх вихідного положення порушиться. Свою лепту в цю справу вносять і маховики, причому вібрація іноді виявляється настільки сильною, що сама експлуатація автомобіля з таким двигуном проблематична.
Нерідко прошлифовать кривої колінчастий вал буває просто неможливо. Наприклад, якщо биття шийок перевищує їх максимальну ремонтне зменшення, вал зазвичай викидають і купують новий.
Ще одна проблема пов'язана з радіусами кривошипів - при шліфуванні деформованого вала вони, швидше за все, виявляться різними. Тоді двигун додатково отримає вібрації від мас нижніх головок шатунів, що обертаються на різних радіусах, і від різниці в робочих процесах циліндрів через зміну їх робочого об'єму і ступеня стиснення.
Що ж робити з валом, якщо він кривої?
Звичайно, теоретично і кривої колінчастий вал можна (правда, не завжди) відновити так, щоб всі поверхні мали допустимий биття щодо корінних шийок. Теоретично, тому що це занадто складний, трудомісткий і дорогий шлях, що включає цілий ряд операцій, в тому числі відновлення поверхонь старіння, динамічне балансування і ін.
Набагато простіше спробувати виправити кривої вал так, щоб потім прошлифовать його в найближчий ремонтний розмір. Іншими словами, треба розігнути його назад. Правда, якщо вал має задираки на кількох шиях, та ще розташованих в різних площинах, то крива його прогину стає просторової. Розплутати таку криву - і наука, і детектив одночасно.
З огляду на всі ці обставини, в різний час були розроблені спеціальні способи правки колінчастих валів. Розглянемо деякі з них більш детально.
Найвідоміший і поширений спосіб полягає в наступному: вал кладеться на дві опори, а зусилля за допомогою преса прикладається між ними, причому в найбільш віддаленій від осі точці.
Таким способом, дійсно, вдається поправити вал, але встановити точно, в якому конкретно місці виникає деформація при правці, дуже важко. Однак відомо, що деформацій в першу чергу піддаються самі «слабкі» місця вала. В основному це галтелі - місця переходу шийок до щік. А тоді виявляється головний недолік цього способу. Як відомо, галтелі - це концентратори напружень. Щоб підвищити міцність від утоми вала, галтелі виконують радісних, шліфують, полірують, а іноді і механічно зміцнюють спеціальними методами. При правці в галтелях з'являються напруги розтягнення. Вони дуже небезпечні, оскільки призводять до зниження втомної міцності вала, появи тріщин і в кінцевому рахунку до поломки вала. Ця обставина і є головною причиною того, що переважна більшість виробників забороняє правити свої колінчаті вали і рекомендує міняти їх на нові!
Ще гірше поширився в останні роки спосіб правки карбуванням. За допомогою зубила і молотка по Жолобники навмисно наноситься ряд сильних ударів. Виникаючі вм'ятини і забоїни на галтелях, дійсно, створюють напруження і деформації, що розгинають вал. Але з'явилися осередки концентраторів напружень такі, що вал навряд чи прослужить довго до поломки.
Іноді деформований місце на валу піддають сильному нагріванню, щоб полегшити правку і знизити в процесі її небезпека поломки вала, особливо чавунного. Але в цьому випадку після охолодження вал додатково деформується, і проявляються всі негативні наслідки попередніх способів, включаючи неможливість забезпечити необхідну точність правки.
В цілому жоден з перерахованих способів не гарантує того, що вал після правки з часом не «повернеться» в криволінійне стан (в таких випадках кажуть, що вал володіє «пам'яттю», т. Е. Здатністю запам'ятовувати свій попередній стан). Значить, знову можливі задираки і вихід двигуна з ладу.
Якщо колінвал в результаті експлуатації деформувався і придбав биття значення, яких вище максимально допустимих рекомендованих заводом виробником. То такий колінвал, в кінцевому рахунку, набагато вигідніше і простіше поміняти на новий, який би дорогою не здавалася ця заміна.